操作系统八股文05-补充-PV操作、管程、生产者消费者

最新推荐文章于 2024-09-23 08:10:22 发布

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#c++ #java #算法

本文深入探讨了并发控制中的关键机制，包括PV操作（信号量）、生产者消费者问题的解决方案以及管程的概念。PV操作通过wait()和signal()函数实现资源的同步与互斥，生产者消费者模型利用信号量解决缓冲区满与空的问题，确保数据的一致性。管程则提供了一种更高级别的同步原语，将共享资源的操作封装，并通过条件变量控制进程的阻塞与唤醒。这些概念在多线程编程和分布式系统中具有重要应用。

补充1-PV操作、管程、生产者消费者

1. PV操作

P操作

void wait(S) {
    S.value--;
    if (S.value < 0) {
        进入资源S的等待队列 S.L;
        自我阻塞 block(S.L);
    }
}

V操作

void signal(S) {
    S.value++;
    if (s.value <= 0) {
        从S.L中取出一个进程P;
        唤醒进程P wakeup(P);
    }
}

2. 生产者消费者

对缓冲区的访问 - 互斥
生产者/消费者关系 - 同步

S.mutex = 1; // 互斥信号量

S.empty = n; // 同步信号量
S.full = 0;

Producer {
    while(1) {
        生产数据;
        P(empty);
        P(mutex);
        放数据;
        V(mutex);
        V(full);
    }
}


Customer {
    while (1) {
        P(full);
        P(mutex);
        取数据;
        V(mutex);
        V(empty);
    }
}