20211301 学习笔记10

教材知识点总结

12.1 块设备I/O缓冲区

• 读写到内存缓冲区中的操作：get_block,put_block

• I/O缓冲原理：文件系统使用一系列I\O缓冲区作为块设备的缓冲内存，当进程读取标识的磁盘块时，首先在缓冲区缓存中搜索分配给磁盘块的缓冲区，若存在并包含有效数据，则读取数据，若不存在，会分配一个缓冲区，将数据从磁盘读入缓冲区，然后从缓冲区读取数据

• bread函数：
  
  

• awrite：
  

• 中断处理程序的算法：
  

12.2 Unix I\O缓冲区管理算法

• I\O缓冲区：结构体由两部分组成(用于管理的缓冲头部分和用于数据块的数据部分)
  

• 设备表
  

• 缓冲区初始化：系统启动时，所有I\O缓冲区都在空闲列表中，所有设备列表和IO队列均为空

• 缓冲区列表：分配时，会被插入设备表中

• getblk brelse算法：
  
  

• 算法：数据一致性、缓存效果、临界区

• Unix算法的缺点：效率低下、缓存效果不可预知、会出现饥饿、只适用于单处理器系统的休眠、唤醒操作

新的I\O缓冲区管理算法

• 信号量实现进程同步的主要优点
  • 计数信号量可用来表示可用资源的数量
  • 当多个进程等待一个资源，信号量上的v操作只会释放一个等待进程
• 使用信号量的缓冲区管理算法:
  • 保证数据一致性
  • 良好的缓存效果
  • 高效率：没有重试循环
  • 无死锁和饥饿

代码实现

#include<stdio.h>
#include<pthread.h>
#define NUM 5
void *print_msg(void *);
int main()
{
    pthread_t t1,t2;
    pthread_create(&t1,NULL,print_msg,(void*)"hello");
    pthread_create(&t2,NULL,print_msg,(void*)"world\n");
    pthread_join(t1,NULL);
    pthread_join(t2,NULL);
    printf("t1,t2 finished!\n");
    return 0;
}
void *print_msg(void *msg)
{
    char *cp = (char *) msg;
    int i;
    for(i=0;i<NUM;i++)
    {
        printf("%s",cp);
        fflush(stdout);
        sleep(1);
    }
    return NULL;
}

问题与解决方案

• 问题一：代码报错如下
  

• 问题一解决方案：
  
  

• 问题二：代码找不到pthread库

• 问题二解决方案:
  

苏格拉底提问

• 信号量

• I\O缓冲区管理算法