进程同步

最新推荐文章于 2025-08-16 17:02:07 发布

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文章标签： python

原文链接：https://my.oschina.net/zhongwenhao/blog/156735

本文深入探讨了进程同步的基本概念，包括间接和直接相互制约关系，以及生产者-消费者问题。通过实例展示了如何在并发环境中正确管理临界资源，避免数据竞争和一致性问题。同时介绍了同步机制应遵循的四大原则，确保并发环境下程序的正确执行。

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2.3 进程同步

　　2.3.1 进程同步的基本概念

　　1. 两种形式的制约关系

　　(1) 间接相互制约关系。

　　(2) 直接相互制约关系。

　　2. 临界资源(Critical Resouce)

　　生产者-消费者(producer-consumer)问题是一个著名的进程同步问题。它描述的是：有一群生产者进程在生产产品，并将这些产品提供给消费者进程去消费。为使生产者进程与消费者进程能并发执行，在两者之间设置了一个具有n个缓冲区的缓冲池，生产者进程将它所生产的产品放入一个缓冲区中；消费者进程可从一个缓冲区中取走产品去消费。尽管所有的生产者进程和消费者进程都是以异步方式运行的，但它们之间必须保持同步，即不允许消费者进程到一个空缓冲区去取产品；也不允许生产者进程向一个已装满产品且尚未被取走的缓冲区中投放产品。

　　Var n, integer;

　　type item=…;

　　var buffer:array［0, 1, …, n-1］ of item;

　　in, out: 0, 1, …, n-1;

　　counter: 0, 1, …, n;

　　指针in和out初始化为1。在生产者和消费者进程的描述中，no-op是一条空操作指令，while condition do no-op语句表示重复的测试条件(condication)，重复测试应进行到该条件变为false(假)，即到该条件不成立时为止。在生产者进程中使用一局部变量nextp，用于暂时存放每次刚生产出来的产品；而在消费者进程中，则使用一个局部变量nextc,用于存放每次要消费的产品。

　　producer: repeat

　　…

　　produce an item in nextp;

　　…

　　while counter=n do no-op;

　　buffer［in］∶ =nextp;

　　in∶ =in+1 mod n;

　　counter∶ =counter+1;

　　until false;

　　consumer: repeat

　　while counter=0 do no-op;

　　nextc∶=buffer［out］;