进程的同步与互斥

进程互斥（间接制约）
定义：由于操作系统各进程需要使用共享资源，而这些资源需要排他性使用，各进程之间竞争使用这些资源，这些关系称为进程互斥。

临界资源：系统中的资源一次只允许一个进程使用，这样的资源称为临界资源或互斥资源或共享资源

临界区：进入进程访问临界资源的那段程序

同步（直接制约）：

指系统中一些进程需要相互合作，共同完成一项任务，比如一个进程运行到某一点时，需要另一个伙伴进程为它提供消息，在未获得消息之前，该进程会一直处于等待状态，在获得消息后被唤醒进入就绪状态。

典型的例子是公共汽车上司机与售票员的合作。只有当售票员关门之后司机才能启动车辆，只有司机停车之后售票员才能开车门。司机和售票员的行动需要一定的协调。同样地，两个进程之间有时也有这样的依赖关系，因此我们也要有一定的同步机制保证它们的执行次序。

实现进程同步方式：使用信号量。 信号量的特点就是允许多个进程同时访问，数量由资源数目决定。

临界区使用原则：

（1）没有进程在临界区时，想进入临界区的进程可进入
（2）不允许两个进程同时在临界区
（3）临界区运行的进程不得阻塞其他进程进入临界区
（4）不得使进程无限等待进入临界区

互斥问题的解决方案

无论采取何种方案实现互斥，都必须满足四大基本原则：

1.空闲则进：如果临界区中没有进程执行或者一个进程刚刚执行完，那么立即允许另一个进程（如果有的化）进入临界区执行，最大限度地提高资源利用率。

2.忙则等待：如果临界区中有进程正在执行，那么则让当前进程等待，以保证互斥使用临界资源。

3.有限等待：等待进入临界区的进程在有限时间内最终一定能够进入临界区，不允许“死等”。

4.让权等待：如果一个进程执行到了临界区，但是无法获得临界区资源，那么立即释放处理机，避免忙等。