25、互斥算法：从单写共享寄存器到下限证明

互斥算法：从单写共享寄存器到下限证明

在并发系统中，互斥问题是一个核心问题，它确保在同一时间只有一个进程可以访问临界区，从而避免数据竞争和不一致性。本文将介绍几种互斥算法，包括使用单写共享寄存器的算法和面包店算法，并探讨共享寄存器数量的下限。

1. 无界旁路与时间上限

在并发系统中，可能会出现无界旁路的情况。例如，进程 n - 1 可能比进程 0 快得多，在进程 0 甚至还未在第 1 层获胜之前，进程 n - 1 就可以多次到达顶部并获胜。这是因为没有对进程的步长时间设定下限。但需要注意的是，无界旁路和时间上限并不矛盾，因为没有进程会被长时间锁定，无界旁路只是因为某些进程运行得非常快。

2. 使用单写共享寄存器的算法 - BurnsME

由于多写寄存器通常难以实现，因此研究仅使用单写共享寄存器的算法是有价值的。BurnsME 算法就是这样一种算法，它解决了互斥问题，但不保证任何高级公平性条件。

共享变量 ：

for every i, 1 ≤ i ≤ n:
    flag(i) ∈ {0, 1}, initially 0, writable by i and readable by all j ≠ i

进程 i 的代码 ：