27、并发系统中的互斥与资源分配：原理、算法及应用

并发系统中的互斥与资源分配：原理、算法及应用

1. 互斥算法概述

在并发系统中，互斥问题是一个核心挑战，它涉及到多个并发用户对单个不可共享资源的访问控制。为了解决这一问题，众多学者提出了各种算法。

1.1 经典互斥算法

• DijkstraME 算法 ：由 Dijkstra 提出，它将 Dekker 的两进程算法扩展到任意数量的进程。该算法的正确性证明可参考 Goldman 和 Lynch 的相关研究。后续 Knuth、de Bruijn、Eisenberg 和 McGuire 等人对其进行了改进，增加了新的高级公平条件和更好的性能特性。
• Peterson2P 和 PetersonNP 算法 ：由 Peterson 设计，为解决互斥问题提供了不同的思路。
• Tournament 算法 ：结合了 Peterson2P 算法和 Peterson 与 Fischer 的锦标赛协议的思想。与原算法相比，该算法更简单且易于证明正确性，但使用了多写者变量，而原算法仅需单写者变量。
• BurnsME 算法 ：由 Burns 提出，为互斥问题提供了另一种解决方案。
• Bakery 算法 ：由 Lamport 设计，Lamport 后续的论文中还包含了改进的互斥算法。
• TicketME 算法 ：由 Fischer、Lynch、Burns 和 Bor