pv操作总结
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操作系统--PV操作操作系统PV 操作在操作系统中,PV 操作是一种非常重要的同步机制,用于解决进程之间的互斥和同步问题。
这一概念对于理解操作系统的工作原理以及优化多进程的协同工作至关重要。
让我们先来了解一下什么是进程。
进程可以简单理解为正在运行的程序的实例。
在一个操作系统中,通常会有多个进程同时运行,它们可能需要共享资源或者按照特定的顺序执行某些操作。
这时候,就需要一种有效的机制来协调它们,确保系统的正常运行,而 PV 操作就是这样一种机制。
P 操作和 V 操作是两个原语操作。
P 操作又称为 wait 操作,V 操作又称为 signal 操作。
先来说说 P 操作。
当一个进程执行 P 操作时,如果对应的资源可用(也就是信号量的值大于 0),那么它会顺利地获取资源,并将信号量的值减 1。
但如果信号量的值为 0,那么这个进程就会被阻塞,进入等待队列,直到其他进程释放资源,将信号量的值增加,它才有机会再次被唤醒并获取资源。
举个例子,假设有一个打印机资源,多个进程都可能需要使用它。
每个进程在使用打印机之前,都要执行 P 操作。
如果此时打印机空闲(信号量大于 0),进程就能顺利使用;如果打印机正在被其他进程使用(信号量为 0),那么当前进程就会被阻塞等待。
再来看 V 操作。
当一个进程执行 V 操作时,它会将信号量的值增加 1。
如果此时有进程正在等待这个资源(也就是在等待队列中),那么系统会从等待队列中唤醒一个进程,让它获取资源并继续执行。
还是以打印机为例,当一个进程使用完打印机后,它会执行 V 操作,释放打印机资源,使得信号量的值增加 1。
如果有其他进程正在等待打印机,那么其中一个等待进程就会被唤醒并获得使用打印机的机会。
PV 操作的应用场景非常广泛。
比如在生产者消费者问题中,生产者进程负责生产产品并放入缓冲区,消费者进程从缓冲区中取出产品进行消费。
为了保证缓冲区的正确使用,避免出现缓冲区满了生产者还在生产或者缓冲区空了消费者还在消费的情况,就需要使用 PV 操作来实现生产者和消费者之间的同步和互斥。
PV原语的含义P操作和V操作是不可中断的程序段,称为原语。
PV原语及信号量的概念都是由荷兰科学家E.W.Dijkstra提出的。
信号量sem是一整数,sem大于等于零时代表可供并发进程使用的资源实体数,但sem小于零时则表示正在等待使用临界区的进程数。
P原语操作的动作是:(1)sem减1;(2)若sem减1后仍大于或等于零,则进程继续执行;(3)若sem减1后小于零,则该进程被阻塞后进入与该信号相对应的队列中,然后转进程调度。
V原语操作的动作是:(1)sem加1;(2)若相加结果大于零,则进程继续执行;(3)若相加结果小于或等于零,则从该信号的等待队列中唤醒一等待进程,然后再返回原进程继续执行或转进程调度。
PV操作对于每一个进程来说,都只能进行一次,而且必须成对使用。
在PV 原语执行期间不允许有中断的发生。
用PV原语实现进程的互斥由于用于互斥的信号量sem与所有的并发进程有关,所以称之为公有信号量。
公有信号量的值反映了公有资源的数量。
只要把临界区置于P(sem)和V(sem)之间,即可实现进程间的互斥。
就象火车中的每节车厢只有一个卫生间,该车厢的所有旅客共享这个公有资源:卫生间,所以旅客间必须互斥进入卫生间,只要把卫生间放在P(sem)和V(sem)之间,就可以到达互斥的效果。
以下例子说明进程的互斥实现。
例1生产围棋的工人不小心把相等数量的黑子和白子混装载一个箱子里,现要用自动分拣系统把黑子和白子分开,该系统由两个并发执行的进程组成,功能如下:(1)进程A专门拣黑子,进程B专门拣白子;(2)每个进程每次只拣一个子,当一个进程在拣子时不允许另一个进程去拣子;分析:第一步:确定进程间的关系。
由功能(2)可知进程之间是互斥的关系。
第二步:确定信号量及其值。
由于进程A和进程B要互斥进入箱子去拣棋子,箱子是两个进程的公有资源,所以设置一个信号量s,其值取决于公有资源的数目,由于箱子只有一个,s的初值就设为1。
pv操作口诀PV操作口诀PV操作是指在计算机科学中,用于实现进程同步与互斥的一种经典算法。
下面我将介绍PV操作的基本概念和口诀。
一、什么是PV操作PV操作是一种用于实现进程同步与互斥的算法。
其中P操作用于申请资源,V操作用于释放资源。
在PV操作中,P操作会检查资源是否可用,如果可用则申请使用,如果不可用则进程将被阻塞;V操作则用于释放资源,使其他等待资源的进程可以获得资源并继续执行。
二、PV操作的口诀为了方便记忆和应用,我们可以使用以下口诀来帮助理解和使用PV 操作:1. P操作优先在使用PV操作时,首先要进行P操作。
P操作的目的是申请资源,如果资源不可用,则进程将被阻塞。
只有当资源可用时,才能继续执行。
2. V操作后在P操作成功后,我们需要进行V操作。
V操作的目的是释放资源,使其他等待资源的进程可以获得资源并继续执行。
3. 顺序执行PV操作要求按照一定的顺序进行。
即先进行P操作,再进行V操作。
这样可以保证资源的正确申请和释放,避免死锁等问题的发生。
4. 互斥性PV操作的一个重要特性是互斥性。
即同一时间只能有一个进程对资源进行操作。
当一个进程正在执行P操作时,其他进程将被阻塞,直到该进程执行完V操作后,其他进程才能继续执行。
5. 合理调度在使用PV操作时,需要合理调度进程的执行顺序。
当多个进程同时申请资源时,调度器需要根据一定的策略来确定哪个进程先执行P 操作。
常见的策略有先来先服务和优先级调度等。
6. 避免死锁在使用PV操作时,需要注意避免死锁的发生。
死锁是指多个进程因相互等待对方所占用的资源而无法继续执行的情况。
为了避免死锁,需要合理安排进程的资源申请顺序,并及时释放资源。
7. 错误处理在使用PV操作时,需要考虑错误处理的情况。
例如,当P操作失败时,可能出现资源不可用的情况,此时需要根据具体情况进行错误处理,如等待一段时间后再进行P操作。
8. 唯一标识在使用PV操作时,需要为每个资源设置唯一的标识符。
一、概述信号量是操作系统中用于进程同步与互斥的一种重要机制。
它可以控制对共享资源的访问,保证多个进程在共享资源上的互斥访问,并且通过对信号量进行操作来实现进程的同步。
pv操作是信号量的重要操作之一,它可以控制信号量的值,并且在实现互斥、同步等功能时起到关键作用。
本文将探讨信号量及其pv操作的物理意义。
二、信号量的物理意义1. 信号量的基本概念信号量是由Dijkstra在1968年提出的一种同步机制,它是一个整型变量,用于对共享资源的访问进行控制。
信号量可以有两种类型:二进制信号量和计数信号量。
二进制信号量只能取0或1两个值,用于互斥操作。
计数信号量可以取多个非负整数值,用于资源管理。
信号量的物理意义在于通过对其进行操作来保证对共享资源的合理访问。
2. 信号量的物理意义当一个进程需要访问一个共享资源时,它首先要检查信号量的值。
如果信号量的值大于0,则进程可以访问该资源,同时将信号量的值减1,表示该资源被占用。
如果信号量的值等于0,则表示资源已被占用,进程需要等待,直至信号量的值大于0。
当进程释放资源后,需要将信号量的值加1,以通知其他等待进程资源可用。
这种对信号量进行加减操作的过程就是pv操作。
三、pv操作的物理意义1. pv操作的基本概念pv操作是对信号量进行操作的关键手段,它包括P操作和V操作两种。
P操作用于申请共享资源,V操作用于释放共享资源。
具体来说,P操作会将信号量的值减1,代表占用资源;而V操作会将信号量的值加1,代表释放资源。
这两种操作是互逆的,可以有效地控制对共享资源的访问。
2. pv操作的物理意义从物理意义上来讲,P操作和V操作影响着系统中的进程调度和资源分配。
当一个进程执行P操作时,它在获取资源之前会检查信号量的值,如果信号量的值大于0,即资源可用,进程会将信号量的值减1,表示资源被占用。
如果信号量的值等于0,则进程需要等待,直至信号量的值大于0。
而当一个进程执行V操作时,它会释放占用的资源,将信号量的值加1,以通知其他等待进程资源已经释放。
计算机PV操作系统总结计算机PV操作系统总结一:概述1.1 引言在计算机系统中,操作系统是一种重要的软件组件,负责管理和协调计算机硬件与软件资源,提供用户和其他软件的接口,以实现计算机系统的正常运行和高效利用。
本文档总结了PV操作系统的基本原理、功能模块及其应用。
1.2 目的本文档旨在介绍PV操作系统的核心概念以及其在计算机系统中的作用,为开发人员和用户提供一个全面的参考。
二:PV操作系统的基本原理2.1 进程管理2.1.1 进程概念2.1.2 进程调度2.1.3 进程同步2.1.4 进程通信2.2 内存管理2.2.1 内存分配2.2.2 虚拟内存2.2.3 内存保护2.3 文件系统管理2.3.1 文件组织2.3.2 文件存储2.3.3 文件操作2.4 设备管理2.4.1 设备概念2.4.2 设备分配2.4.3 设备驱动三:PV操作系统的功能模块3.1 用户界面3.1.1 命令行界面3.1.2 图形用户界面3.2 系统调用接口3.2.1 系统调用类型3.2.2 系统调用的实现3.3 文件系统3.3.1 文件管理3.3.2 目录管理3.3.3 文件权限控制3.4 进程管理3.4.1 进程创建与撤销3.4.2 进程调度算法3.4.3 进程通信方式3.5 内存管理3.5.1 内存分配策略3.5.2 空间置换算法3.5.3 虚拟内存管理3.6 设备管理3.6.1 设备驱动程序3.6.2 设备分配策略3.6.3 设备中断处理四:PV操作系统的应用领域4.1 个人计算机4.2 服务器系统4.3 嵌入式系统4.4 移动设备附件:1. PV操作系统示例代码2. PV操作系统用户手册法律名词及注释:1. 版权:法律规定的对原创作品的独占权利。
2. 许可证:一种法律许可文件,允许使用者在符合某些条款和条件的情况下使用特定的软件或作品。
3. 用户协议:一种法律文件,规定了软件或服务的使用条款和条件,用户使用软件或服务前需要同意并接受这些条款和条件。
PV操作PV操作的含义:PV操作由P操作原语和V操作原语组成(原语是不可中断的过程),对信号量进行操作,具体定义如下:P(S):①将信号量S的值减1,即S=S-1;②如果S≥0,则该进程继续执行;否则该进程置为等待状态,排入等待队列。
V(S):①将信号量S的值加1,即S=S+1;②如果S>0,则该进程继续执行;否则释放队列中第一个等待信号量的进程。
PV操作的意义:我们用信号量及PV操作来实现进程的同步和互斥。
PV操作属于进程的低级通信。
什么是信号量?信号量(semaphore)的数据结构为一个值和一个指针,指针指向等待该信号量的下一个进程。
信号量的值与相应资源的使用情况有关。
当它的值大于0时,表示当前可用资源的数量;当它的值小于0时,其绝对值表示等待使用该资源的进程个数。
注意,信号量的值仅能由PV操作来改变。
一般来说,信号量S≥0时,S表示可用资源的数量。
执行一次P操作意味着请求分配一个单位资源,因此S的值减1;当S<0时,表示已经没有可用资源,请求者必须等待别的进程释放该类资源,它才能运行下去。
而执行一个V操作意味着释放一个单位资源,因此S的值加1;若S≤0,表示有某些进程正在等待该资源,因此要唤醒一个等待状态的进程,使之运行下去。
利用信号量和PV操作实现进程互斥的一般模型是:进程P1 进程P2 ……进程Pn ………… ……P(S);P(S);P(S);临界区;临界区;临界区;V(S);V(S);V(S);………… …… ……其中信号量S用于互斥,初值为1。
使用PV操作实现进程互斥时应该注意的是:(1)每个程序中用户实现互斥的P、V操作必须成对出现,先做P操作,进临界区,后做V操作,出临界区。
若有多个分支,要认真检查其成对性。
(2)P、V操作应分别紧靠临界区的头尾部,临界区的代码应尽可能短,不能有死循环。
(3)互斥信号量的初值一般为1。
利用信号量和PV操作实现进程同步PV操作是典型的同步机制之一。
pv操作大题解题思路PV操作一般指的是数据库中对表的增删改查操作,即对表的插入、查询、更新和删除操作。
在实际应用中,PV操作是非常常见且重要的一部分,对于开发人员而言,掌握PV操作的解题思路对于提高工作效率和表设计的优化至关重要。
一、插入操作在进行插入操作时,首先需要确定要插入的表名和字段的名称和对应的值。
通常情况下,可以使用INSERT INTO语句进行插入操作。
INSERT INTO语法结构如下:INSERT INTO table_name (column1, column2, column3, ...)VALUES (value1, value2, value3, ...);在进行插入操作时,需要注意以下几点:1. 确定要插入的表名和字段的名称,确保字段的类型和长度与实际需求一致;2. 对于字段值,需要保证数据的正确性和有效性,避免插入无效或不符合业务规则的数据;3. 针对批量插入操作,可以使用INSERT INTO语句的多值插入方式,提高插入效率。
二、查询操作在进行查询操作时,主要通过SELECT语句来实现。
SELECT语法结构如下:SELECT column1, column2, ...FROM table_nameWHERE condition;在进行查询操作时,需要注意以下几点:1. 确定要查询的表名和字段的名称,可以根据实际需求选择需要查询的字段;2. WHERE子句用于指定查询条件,可以根据需要进行筛选和过滤;3. 对于大表查询,可以考虑使用分页查询方式,提高查询效率;4. 对于复杂查询,可以使用连接查询、子查询等方式,满足不同的查询需求。
三、更新操作在进行更新操作时,可以使用UPDATE语句来实现。
UPDATE语法结构如下:UPDATE table_nameSET column1 = value1, column2 = value2, ...WHERE condition;在进行更新操作时,需要注意以下几点:1. 确定要更新的表名和字段的名称、字段的新值;2. WHERE子句用于指定更新的条件,避免误操作和更新全表;3. 对于大数据量的更新操作,可以考虑使用批量更新方式,提高更新效率;4. 当更新操作涉及到较复杂的逻辑时,可以使用CASE语句或者触发器来实现。
简述信号量和pv操作信号量和PV操作一、引言信号量(Semaphore)是一种用于进程间同步和互斥的机制。
PV 操作是对信号量进行操作的两种基本操作,分别用于对信号量进行P(Proberen)操作和V(Verhogen)操作。
本文将对信号量和PV操作进行详细的介绍和解析。
二、信号量的定义信号量是一个整型变量,用于实现进程间的同步和互斥。
它可以用来控制对共享资源的访问。
信号量的值可以为正、零或负。
当一个进程需要访问某个共享资源时,它必须先检查信号量的值。
如果值大于零,则可以继续访问资源,并将信号量的值减1;如果值等于零,则进程需要等待;如果值小于零,则进程需要进入阻塞状态。
三、PV操作的介绍PV操作是对信号量进行操作的两种基本操作。
P操作(Proberen)用于申请资源,V操作(Verhogen)用于释放资源。
1. P操作(Proberen)P操作用于申请资源。
当一个进程需要访问某个共享资源时,它需要执行P操作。
P操作会检查信号量的值,如果值大于零,则进程可以继续访问资源,并将信号量的值减1;如果值等于零,则进程需要等待。
P操作是一个原子操作,确保了进程之间的互斥性,避免了竞争条件的发生。
2. V操作(Verhogen)V操作用于释放资源。
当一个进程使用完某个共享资源后,它需要执行V操作来释放资源。
V操作会将信号量的值加1,表示有一个资源可用。
如果有其他进程正在等待资源,则会唤醒其中一个进程,使其可以继续执行。
四、信号量的应用场景信号量和PV操作在操作系统中有广泛的应用场景,以下是几个常见的应用场景:1. 进程间的同步当多个进程需要按照一定的顺序执行时,可以使用信号量来实现进程间的同步。
通过设置合适的信号量值,可以控制进程的执行顺序,避免竞争条件的发生。
2. 进程间的互斥当多个进程需要访问共享资源时,可以使用信号量来实现进程间的互斥。
通过设置信号量的初始值为1,每个进程在访问共享资源之前执行P操作,如果信号量的值为1,则进程可以继续执行;如果信号量的值为0,则进程需要等待。
pv操作是在什么上的操作PV操作是在计算机领域中,特指对计算机内存中的共享变量进行操作的一种方法。
在并发编程中,多个线程或进程可以同时访问和修改同一个共享变量,为确保数据的一致性和正确性,需要使用PV 操作来对共享资源进行操作和同步。
PV是指操作系统中的两个基本原语:P(Proberen)和V (Verhogen)。
P操作用于申请资源,V操作用于释放资源。
这两个操作可以用于对互斥锁、信号量、条件变量等共享资源进行操作和同步。
互斥锁是一种常见的同步机制,用于保护共享变量的访问。
当一个线程需要访问或修改共享变量时,首先需使用P操作对互斥锁进行加锁,然后执行相应的操作,最后使用V操作对互斥锁进行解锁,释放对共享变量的访问权。
这样可以保证在任意时刻,只有一个线程能够对共享变量进行访问,避免了多个线程同时读写造成的数据不一致性和错误。
信号量是另一种常用的PV操作,它用于控制多个线程之间的访问顺序和并发量。
信号量可以分为二进制信号量和计数信号量两种形式。
二进制信号量只具有两种状态(0和1),用于实现互斥锁的功能;计数信号量可以有多个状态,用于控制多个线程的并发量。
线程在访问共享资源前,需要使用P操作申请信号量资源,当信号量资源为0时,线程会被阻塞,直到资源可用;当线程完成对共享资源的访问后,需要使用V操作释放信号量资源,以供其他线程使用。
条件变量是一种特殊的PV操作,它用于线程之间的等待和唤醒机制。
当一个线程需要等待某个条件满足时,可以使用条件变量进行等待操作;当另一个线程满足条件后,可以使用V操作来唤醒等待的线程。
条件变量通常与互斥锁配合使用,确保在等待和唤醒过程中对共享资源的访问是安全的。
PV操作在操作系统和并发编程中扮演了重要的角色,它是保证多线程或多进程之间同步和互斥的基本手段。
通过合理使用PV操作,可以有效避免资源竞争和数据不一致的问题,提高并发程序的正确性和性能。
总结起来,PV操作是一种对计算机内存中共享变量进行操作和同步的方法。
进程的PV操作详解部门: xxx时间: xxx整理范文,仅供参考,可下载自行编辑进程的PV操作在操作系统中,P、V操作是进程管理中的难点。
这是1968年荷兰人Dijkstra给出的一种解决并发进程间互斥和同步关系的通用方法。
1. P、V操作的意义定义了信号量及其上的P操作和V操作,来实现并发进程间的同步和互斥,甚至可以用来管理资源的分配。
P、V操作因交换的信息量少,属于进程的低级通信。
b5E2RGbCAP2. 什么是信号量?信号量<semaphore)是由一个值和一个指针构成的数据结构。
值为整型变量,表示信息量的值;指针指向进程控制块<PCB)队列的队头,表示等待该信号量的下一个进程。
如下图所示。
p1EanqFDPw信号量的一般结构及PCB队列信号量的值与相应资源的使用情况有关。
当它的值大于0时,表示当前可用资源的数量;当它的值小于0时,其绝对值表示等待使用该资源的进程个数。
注意,信号量的初值不能为负,且其值只能由P、V操作来改变。
DXDiTa9E3d3. P、V操作的含义P、V操作由P操作原语和V操作原语组成<原语是不可中断的过程),对信号量S进行操作,具体定义如下:P<S):①将信号量S的值减1,即S=S-1;②如果S≥0,则该进程继续执行;否则该进程状态置为阻塞状态,进程PCB排入信号量PCB队列末尾,放弃CPU,等待V操作的执行。
RTCrpUDGiTV<S):①将信号量S的值加1,即S=S+1;②如果S≤0,释放信号量队列中第一个PCB所对应的进程,将进程状态由阻塞态改为就绪态。
执行V操作的进程继续执行。
5PCzVD7HxA一般来说,信号量S≥0时,S表示可用资源的数量。
执行一次P 操作意味着请求分配一个单位资源,因此S的值减1;当S<0时,表示已经没有可用资源,请求者必须等待别的进程释放该类资源,它才能运行下去。
而执行一个V操作意味着释放一个单位资源,因此S的值加1;若S≤0,表示有某些进程正在等待该资源,因此要唤醒一个阻塞状态的进程,使之成为就绪状态。
引言概述计算机操作系统中的PV操作是进程同步和互斥的重要手段,用于解决多个进程共享资源时可能引发的竞争条件和死锁问题。
PV操作是通过对进程间的信号量进行操作来实现的。
本文将详细介绍PV 操作的定义、原理和应用场景,并通过分析五个大点来深入探讨PV 操作的实现和特性。
正文内容一、PV操作的定义和原理1.PV操作简介:PV操作是一种用于进程间同步和互斥的机制,主要包括两个操作——P操作(等待)和V操作(发出信号)。
2.P操作原理:进程执行P操作时,会判断信号量的值是否大于0,若大于0则将其减一;若等于0则进程被阻塞,等待信号量的值大于0。
3.V操作原理:进程执行V操作时,会将信号量的值加一;如果有阻塞的进程,会唤醒其中一个进程。
4.PV操作的互斥性:PV操作可以实现进程对共享资源的互斥保护,即只允许一个进程访问资源。
5.PV操作的同步性:PV操作可以实现进程之间的同步,即某个进程需要等待其他进程执行完相应操作后再进行操作。
二、PV操作的应用场景1.生产者消费者问题:通过使用信号量来解决生产者和消费者之间的同步和互斥问题,确保生产者和消费者能够正确地访问共享缓冲区。
2.读者写者问题:通过使用信号量来解决多个读者和一个写者之间的同步和互斥问题,确保读者和写者能够正确地访问共享资源。
3.互斥访问共享资源:通过使用信号量来保证多个进程对共享资源的互斥访问,防止竞争条件的发生。
4.进程间的消息传递:通过使用信号量来实现进程间的同步和消息传递,确保消息的正确发送和接收。
5.进程的顺序执行:通过使用信号量来控制进程的执行顺序,确保某些进程按照特定的顺序执行。
三、PV操作的实现方式1.信号量的定义和初始化:在操作系统中,信号量是由一个整数值和一个相关的进程等待队列组成。
需要在创建信号量时对其进行初始化。
2.P操作的实现:P操作需要对信号量的值进行判断,若大于0则执行减一操作;若等于0则将进程加入等待队列,进入阻塞状态。
引言概述:正文内容:一、概念介绍1.pv操作的定义及由来:pv操作是一种用于进程间同步和互斥的操作,其中p表示“pass”(等待)操作,v表示“vacate”(释放)操作。
它最早由Dijkstra在1965年提出,并被广泛应用于操作系统中的进程间通信。
2.信号量的概念及与pv操作的关系:信号量是一种计数器,用于同步和互斥。
pv操作是通过操作信号量来实现进程间的同步与互斥,其中p操作用于申请资源时的等待,v操作用于释放资源。
3.pv操作的作用:pv操作允许进程进行同步和互斥操作,保证资源的正确访问顺序,避免竞态条件和死锁问题。
二、pv操作的使用场景1.生产者消费者问题:在多线程或多进程环境下,生产者和消费者之间的数据通信和同步是一个常见的问题。
pv操作可以用来同步生产者和消费者的操作,确保生产者和消费者的操作顺序正确。
2.进程间互斥访问共享资源:当多个进程需要同时访问某个共享资源时,需要使用pv操作来进行互斥操作,避免多个进程同时访问导致数据不一致的问题。
3.进程间信号通知:pv操作也可以用于进程间的信号通知,例如一个进程等待某个事件的触发,另一个进程通过v操作来触发该事件。
4.进程管道通信:pv操作也可以用于进程之间通过管道进行通信,通过p操作来等待管道中有数据可读,通过v操作来通知管道中有新数据写入。
5.进程调度和同步:操作系统中的进程调度和同步往往需要使用pv操作来保证进程的正确执行顺序和互斥性。
三、pv操作的实现原理与方法1.pv操作的实现原理:pv操作的实现通常依赖于操作系统中的信号量机制。
当一个进程进行p操作时,它会尝试将指定的信号量值减1,若结果为负,则表示资源不可用,该进程会被阻塞。
当一个进程进行v操作时,它会将指定的信号量值加1,并唤醒一个等待中的进程。
2.pv操作的实现方法:pv操作可以通过系统调用来进行实现,例如在Unixlike系统中,可以使用semop()系统调用来进行pv操作。
经典P、V操作问题详解*****************一、基本概念1. 信号量struct semaphore{int value; // 仅且必须附初值一次,初值非负PCBtype* wait_queue; // 在此信号量上阻塞的进程队列} S; // 信号量实例为S2. P、V操作P(S){S := S-1;if (S<0)调用进程自己阻塞自己,等待在S的等待队列末尾;}V(S){S := S+1;if (S≤0)从S等待队列头释放一进程就绪在就绪队列尾;调用进程继续执行;}3. 使用方法(i). P、V操作成队出现,处理互斥时出现在同一进程中;处理同步时出现在不同进程中。
(ii). 同步P先于互斥P调用,V的顺序无关。
4. 另类P、V操作导致的问题(或信号量的栈实现方法或漏斗法)[习题P174-23]某系统如此定义P、V操作:P(S): S = S-1; 若S<0,本进程进入S信号量等待队列的末尾;否则,继续执行。
V(S): S=S+1; 若S≤0,释放等待队列中末尾的进程,否则继续运行。
(1)上面定义的P、V操作是否合理?有什么问题?(2)现有四个进程P1、P2、P3、P4竞争使用某一个互斥资源(每个进程可能反复使用多次),试用上面定义的P、V操作正确解决P1、P2、P3、P4对该互斥资源的使用问题。
答:(1)不合理:先进后出;可能“无限等待”,即等待队列头的进程得不到释放。
(2)思路:令每个信号量上的等待队列中始终只有一个进程。
解决方案如下:(n个进程)n个进程至多有n-1个等待。
设置n-1个信号量,每个进程阻塞在不同的信号量上,使每个等待队列至多有一个进程等待。
用循环模拟队列。
Semaphore S[n-1]; // S[i]的初值为i+1Procedure_i(){int j;DO_PRE_JOB();for(j=n-2; j>=0; j--)P(S[j]);DO_JOB_IN_CRITICAL_SECTION();for(j=0;j<=n-2;j++)V(S[j]);……}二、经典进程同步问题总述:进程同步问题主要分为以下几类:一(生产者-消费者问题);二(读者写者问题);三(哲学家就餐问题);四(爱睡觉的理发师问题);五(音乐爱好者问题);六(船闸问题);七(红黑客问题)等。
P,V操作实例分析刚开始学习的时候,就听说PV操作,简单说说PV操作。
● P(S): S=S-1如果S≥0,则该进程继续执⾏;S<0,进程暂停执⾏,放⼊信号量的等待队列● V(S): S=S+1如果S>0,则该进程继续执⾏;S≤0,唤醒等待队列中的⼀个进程到底怎么分析,下⾯看看⼀个具体的问题:⾸先设信号量S1,S2,其中S1,表⽰是否允许司机启动汽车,其初值为0,S2,表⽰是否允许售票员开车门,初值为O;●分析:司机进程:P:S1=S1-1 得:S1=0-1=-1<0 司机进程暂停执⾏,放⼊信号量的等待队列(售票员进程)售票员进程:关车门;V:S1=S1+1得:S1=-1+1=0≤ 0 唤醒等待队列中的⼀个进程(解释:唤醒司机进程,使司机进程成为就绪状态,司机可以启动车辆,正常⾏驶,……,直到到V(S2), S2=S2+1 得:S2=0+1=1>0 ,司机进程在此时往下就没有操作了;在唤醒司机进程的同时,售票员可以售票,执⾏售票进程,到P(S2)。
如果之前司机进程到V(S2),这⾥P(S2):S2=S2-1得:S2=1-1=0 ≥ 0,接着往下执⾏,到最后上下客;如果之前司机进程未到V(S2),售票员的进程到P(S2),则如下进⾏)售票;(同时司机可能,启动车辆;正常⾏驶;……)P:S2=S2-1得:S2=0-1=-1< 0 售票员进程暂停执⾏,放⼊信号量的等待队列(运⾏司机进程)司机进程:(接着上⾯未完成的继续往下执⾏)启动车辆;正常⾏驶;到站停车;S2=S2+1 得:S2=-1+1=0≤ 0 唤醒等待队列中的⼀个进程(运⾏售票员进程)售票员进程:开车门;上下客;以上过程(可以是如下):在售票员进程进程到V(S1),往下售票的同时司机可以启动车辆、……●使⽤PV操作实现进程同步时应该注意的是:(1)分析进程间的制约关系,确定信号量种类。
在保持进程间有正确的同步关系情况下,哪个进程先执⾏,哪些进程后执⾏,彼此间通过什么资源(信号量)进⾏协调,从⽽明确要设置哪些信号量。