操作系统（8）进程--同步互斥介绍；同步问题的三种解决方案：禁用硬件中断、基于软件、更高级抽象

最新推荐文章于 2025-05-31 16:55:46 发布
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分类专栏： 操作系统 文章标签： 操作系统
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本文链接：https://blog.youkuaiyun.com/lililuni/article/details/83755732
本文介绍了操作系统中进程同步互斥的概念，通过实例解释同步问题，探讨了包括禁用硬件中断、基于软件的同步办法（如Peterson和Dekkers算法）以及更高级的抽象方法如锁和原子操作指令在内的三种解决方案。

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文章目录

1. 背景

同步互斥是操作系统协调进程之间动作和相互关系中的机制。互斥是指当一个进程在临界区访问共享资源时，其他进程不能进入该临界区访问任何共享资源。为实施互斥，进程之间就要采用同步机制。

  1. 并发进程的正确性
    ==1==
  2. 进程并发运行的好处

    共享资源
    加速:I/O操作和CPU计算可以重叠，程序可分为多个模块在多个处理器上并行执行
    模块化:将大程序分解成小程序，使系统易于复用和扩展。

  3. 原子性操作
    原子性操作时操作系统硬件提供的操作，它保证一些执行语句必须是原子操作。
    ==2==

2. 同步问题的一个例子

本节用一个简单的生活问题来理解同步。（具体分析过程详见视频：同步问题）

  1. 下图中，如果A和B的按照图中的顺序执行的话，就会出现面包重复购买的情况
    <

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26、进程同步：原理、问题与解决方案
Black的专栏
06-11 10
本文详细探讨了进程同步的基本原理、常见问题及解决方案，涵盖互斥、死锁、竞态条件等核心概念，并结合操作系统实例（如Solaris、Windows XP、Linux）介绍了多种同步机制的实现方式。通过经典问题（如生产者-消费者问题、读者-写者问题、哲学家就餐问题）展示了如何应用信号量、互斥锁、监视器等工具解决并发控制难题。文章还对比了Pthreads和Win32 API在同步机制上的实现差异，并提供了编程实践示例和避免常见错误的方法。
操作系统-并发性：互斥与同步
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05-25 4785
操作系统设计中的核心问题是进程和线程的管理 那么关于进程和线程的管理涉及到的问题就包括： 多道程序设计技术：管理单处理器系统中的多个进程。 多处理器技术：管理多处理器系统中的多个进程。 分布式处理器技术：管理多台分布式计算机系统中多个进程的执行。最近迅猛发展的集群就是这类系统的典型例子。 要处理好上面所说的问题，就不得不提到并发，并发是所有问题的基础，也是操作系统设计的基础。并发包括很多设计问...
操作系统实验——进程的同步与互斥（读者写者问题）
10-23
以生产者消费者模型为基础，在Windows环境下创建一个控制台进程，在该进程中创建读者写者线程模拟生产者和消费者。写者线程写入数据，然后将数据放置在一个空缓冲区中供读者线程读取。读者线程从缓冲区中获得数据，然后释放缓冲区。当写者线程写入数据时，如果没有空缓冲区可用，那么写者线程必须等待读者线程释放出一个空缓冲区。当读者线程读取数据时，如果没有满的缓冲区，那么读入线程将被阻塞，直到新的数据被写进去。
【操作系统/OS笔记12】同步互斥的三种实现方法：禁用硬件中断、基于软件的解决方案、更高级的抽象
记录学习痕迹的公众号：Piper蛋窝
09-24 1582
禁用硬件中断、基于软件的解决方案、更高级的抽象，最后一种较为常用，需要软硬件结合。
操作系统学习（八）——同步
最新发布
weixin_45857378的博客
05-31 808
在操作系统和并发编程中，同步（Synchronization）是指协调多个线程或进程之间的执行顺序，以保证程序的正确性与一致性。 同步的核心目的在于解决共享资源访问、线程调度顺序等问题，避免竞态条件（Race Condition）、数据不一致或死锁。
操作系统--进程的互斥与同步
weixin_30737363的博客
06-01 599
操作系统--进程的互斥与同步 进程互斥 进程互斥：在多个程序中，有两个进程不可以同时进行（例如读，写操作）。 竞争资源（临界资源） 当并发进程竞争使用同一资源时，他们之间就会发生冲突。如果操作系统将资源分配给其中的某一个进程使用，另一个进程就必须等待，直到申请的资源可用时，由操作系统分配给他们。 如果竞争资源的进程太多，这些进程还必须等待在一个队列中，...
四种进程或线程同步互斥的控制方法
龙思
05-30 1322
四种进程或线程同步互斥的控制方法    
操作系统复习之进程同步与互斥
weixin_46516647的博客
05-04 4065
2.3.1 进程同步的概念 在多道程序中，不同进程的并发执行存在着不同的相互制约关系，为了协调这种关系，使各个进程按照一定的规划共享资源互相合作，从而保证并发的进程具有可再现性，引入了进程同步机制。 (1) 直接制约关系（同步） 当进程的运行需要其他进程相互合作，交互信息时，这些进程之间就是直接制约关系，即若一个进程无法收到另一个进程提供的信息，该进程便无法运行。 [eg]：进程A通过单缓冲向进程B提供数据。当该缓冲区空时，进程B不能获得所需数据而阻塞，一旦进程 A将数据送入缓冲区，进程B就被唤醒
操作系统——进程同步与互斥
yjh728的博客
10-21 3473
文章目录进程同步与互斥简介进程间合作进程间合作的问题竞争条件原子操作临界区相关的几个概念忙等待的互斥基于硬件的同步解决办法：屏蔽中断基于软件的同步解决方法严格轮换法Peterson解法N线程的软件方法基于软件解决办法的分析更高级的抽象方法简介原子操作指令锁变量使用TS指令实现自旋锁基于原子操作指令锁的特征参考资料 进程同步与互斥 简介 多线程并发会导致资源竞争。 同步即协调多线程对共享数据的访问，...
进程管理（3）：同步互斥
Shine__Wong的博客
09-21 2430
什么是同步互斥问题？ 引入了进程和线程的概念以后，多个进程和线程可以并发地在处理器中执行。在实际应用中，它们并不是独立地自己执行自己的，有时候会存在多个进程协作完成一个更大的任务。例如前面在进程管理(1)：线程和进程的概念中提到的例子，一个MP3播放器软件，被划分为I/O读取数据，解压数据，和播放解压后的音频文件三个子模块，我们可以使用三个线程来实现这三个子模块，I/O操作总是把数据读到某一个缓冲...
同步互斥问题及解决方法
ZWE7616175的博客
03-05 3211
一、基本概念 1.临界区 进程中访问临界资源的一段需要互斥执行的代码 2.进入区 * 检查可否进入临界去的一段代码 * 如可进入，设置相应的“正在访问临界区”标志 3.退出区 清除“正在访问临界区” 4.剩余区 代码中的其余部分 二、临界区的访问规则 1.空闲则入 没有进程在临界区时，任何进程可以进入 2.忙则等待 有进程在临界区时，其他进程均不能进入临界区 3.有...
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解决线程同步互斥问题（原子访问、关键段、互斥量、事件、信号量）
qq_36663718的博客
05-01 374
        线程同步，同步的意思并不是一同、一起做某些事，同的意思应该是协同，互相配合。也就是说要有一定的调理或者规矩的执行，比如：我先干完，你在干。所谓同步，就是在发出一个功能调用时，在没有得到结果之前，该调用就不返回，同时其它线程也不能调用这个方法。按照这个定义，其实绝大多数函数都是同步调用（例如sin, isdigit等）。但是一般而言，我们在说同步、异步的时候，特指那些需要其他部件协作...
操作系统---同步
a
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操作系统---同步背景知识合作优点扩展独立合作线程一些概念问题具体化临界区属性基于其属性对临界区的保护方法1:禁用硬件中断方法2:基于软件的解决方案方法3:更高级的抽象总结 背景知识 在计算机系统中会有多个进程存在，这些进程会进行各种各样的交互，交互就会对共享资源的访问，如果对资源访问处理不当就会产生各种各样的意想不到的问题，如死锁、饥饿。为什么会出现这些情况呢？和调度也是有关系，还和合作线程的不确定性和不可重有关，既然这么多缺点为什么还合作呢？因为合作有： 合作优点 共享资源
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tzs1328540878的博客
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互斥：软件解决方法 算法二 算法一仅由一个共享的仲裁变量去实现进程间的互斥，因此对每个进程的正确运行依赖程度较高 算法二为每一个进程都配备了专门的”钥匙“，这里定义一个bool数组flag，flag[0]与P0关联，flag[1]与P1关联，每个进程可检查但不能改变另一个进程的flag值 算法思路 一个进程要进入临界区时，它会周期性地检查另一个进程的flag，直到其值为false，这表明另一个进程不在临界区内。检查进程立即设置自己的flag为true，进入自己的临界区。离开临界区时，将自己的flag设置为f
操作系统：同步
偶滴博客
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目录前言一、背景二、临界区问题三、Peterson解决方案四、硬件同步五、互斥锁六、信号量七、经典同步问题八、管程 前言 协作进程能与系统内的其他执行进程互相影响。协作进程或能共享逻辑地址空间，或能通过文件或消息来共享数据。 然而，共享数据的并发访问可能会导致数据的不一致。本章讨论多种机制，以便确保共享同一逻辑地址空间的协作进程能有序执行，从而维护数据的一致性。 一、背景 如果没有进程间的同步保障机制会发⽣什么样的问题？ 发生竞争条件问题，即多个进程并发访问和操作同一数据并且执行结果与特定的访问顺序有关。
操作系统进程间同步及互斥方法
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04-21 985
背景: 由于操作系统 存在多个进程,进程间存在 同时访问 某一个资源的情况; 而有些资源 同一时刻 只能有一个或具体个数的进程 进行访问; 因此需要实现 进程间同步和互斥操作; 概念: 进程间互斥:指 对某个资源的操作 同一时刻只能 分配给某个进程(防止其他进程脏读或脏写);其他进程只能等待; 进程间同步: 协调进程间的通信,保证进程间有序的获取/释放资源,让进程间 按照一定的顺序执行,保证 进程间互斥 功能的实现; 注意 不要将此同步 和 生活中的同步(如 军训中所有同学踢正步,这时 同步..
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1、进程同步的概念 进程异步性：各并发执行的进程以各自独立的、不可预知的速度向前推进。 操作系统因此要提供进程同步机制，来协调进程之间的相互制约关系。 2、进程互斥的概念 临界资源：一个时间段内只允许一个进程使用的资源。 临界区：进程中访问临界资源的代码段。也叫临界段。 进程互斥指当一个进程访问某临界资源时，另一个想要访问临界资源的进程必须等待。 为禁止两个进程同时进入临界区，同步机制应遵循： 空闲让进：临界区空闲，允许请求进入临界区的进程立即进入 忙则等待：当已有进程进入临界区，其他进程必须等待 有限等待
信号量解决同步互斥问题
m0_51156601的博客
04-12 2345
同步互斥问题的产生 实际上我是从教材《现代操作系统》中了解到这种类型的问题，也叫做IPCIPCIPC问题，有几个很著名的问题，还蛮有意思的，就特意写篇笔记记录一下 。其中我只关注信号量解决问题的逻辑。而不是具体的实现。 一些概念的理解： 临界区域：就是两个进程之间共享的数据区域，进程都可以对其进行读写。 信号量：实际上就是一个计数器，表示的是一种权限资源。 P(s)P(s)P(s)：如果s>0s>0s>0，那么PPP就会把sss减111，如果s=0s=0s=0那么这个进程就会被挂起
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