这里写目录标题

• 进程同步互斥
• • 互斥
  • • 进程互斥软件实现方法
    • • 单标志法
      • 双标志先检查法
      • 双标志后检查法
      • peterson算法
    • 进程互斥硬件实现方式
    • • TSL指令
      • swap指令

进程同步互斥

• 为什么要进程同步互斥
  因为进程运行状态是不确定的，进程运行到哪一个位置是不可预知的。如果两个进程需要访问一个临界资源，就需要互斥访问，也就是只有一个进程可以访问，其他进程不允许访问。
  还有可能两个进程需要协同处理一个问题，那么可能A进程处理完毕某个过程，B才能再处理，就需要同步，等A做完B再做

互斥

一个进程访问临界资源，其他进程就需要等待。
对临界资源互斥访问大体上分为四个部分：

• 进入区：检查是否可以进入临界区
• 临界区：访问临界资源的代码
• 退出区
• 剩余区

保证互斥访问需要遵循以下原则：

• 空闲让进：临界资源能用就用
• 忙则等待：临界资源不能用就不用
• 有限等待：在可以预知的时间内得到临界资源
• 让权等待：在不能获得临界资源时候放弃CPU

进程互斥软件实现方法

单标志法

算法思想：利用一个标记，表示当前允许进入临界区的进程号

int turn = 0;
//p0
while (turn != 0);
critical section;
turn = 1;
remainder section;//p1
while (turn != 1);
critical section
turn = 0;
remainder section;

只能轮流使用，如果只有一个进程，那么此时就无法再进行下去，违反空闲让进原则。

双标志先检查法

算法思想：设置一个布尔型数组，用于标记各个进程想要进入临界区的意愿。

bool flag[2];
flag[0] = false;
flag[0] = false;//p0
while (flag[1]);
flag[0] = true;
critical section;
falg[0] = false;
remainder section;//p1
while (flag[0]);
flag[1] = true;
critical section;
falg[1] = false;
remainder section;

问题：在并发运行的环境下，可能两个都进入了while循环，违背了忙则等待原则。

双标志后检查法

与先检查类似，只是先表明意愿，再看别人用不用

bool flag[2];
flag[0] = false;
flag[0] = false;//p0
flag[0] = true;
while (flag[1]);
critical section;
falg[0] = false;
remainder section;//p1
flag[1] = true;
while (flag[0]);
critical section;
falg[1] = false;
remainder section;

问题：在并发条件下，可能两个进程都设置了true，不会产生忙则等待，但是违背空闲让进与有限等待。

peterson算法

算法：先表明自己想要用临界资源，但是也表示可以让对方先用。

bool flag[2];
int turn = 0;//p0
flag[0] = true;
turn = 1;
while (flag[1] && turn == 1);
critical section;
flag[0] = false;
remainder section;//p1
flag[1] = true;
turn = 0;
while (flag[0] && turn == 0);
critical section;
flag[1] = false;
remainder section;

原理解析，就算在并发条件下，A表明自己想用，B也想用，但是只要是最后一个人说出他想让对方先用，那么决定权就放弃给对方。同时放权这个动作只会进行一次，此时对方不会再进行放权这个动作，就会直接进行访问临界区。所以不会有同时访问临界区的问题。
满足空闲让进，忙则等待，有限等待，但是依旧不满足放权等待。

进程互斥硬件实现方式

本质思想：让表明自己想用与进入临界区那个while循环检查合二为一，就不会出现同时进入临界区这个问题。那么就需要让硬件直接实现让这两句话实现原子性。

TSL指令

由硬件直接实现，执行过程不被中断。

bool TestAndSet (bool *lock){		//硬件直接实现，函数只是说明硬件执行逻辑bool old;old = *lock;*lock = true;return old;
}while (TestAndSet(&lock));

swap指令

跟tsl差不多

Swap (bool *a, bool *b){		//硬件直接实现，保证原子性bool tmp;temp = *a;*a = *b;*b = tmp;
}bool old = true;
while (old == true)Swap(&lock, &old);
critical section;