計(jì)算機(jī)操作系統(tǒng)之進(jìn)程管理

第二章

進(jìn)程管理2.1.1

程序的順序執(zhí)行及特征一、程序執(zhí)行有固定的時(shí)序。（圖2-1p27）二、特征：順序性、封閉性、可再現(xiàn)性2.1進(jìn)程的基本概念I(lǐng)1C1P1I2C2P22007年1月2.1.2前趨圖定義有向無循環(huán)圖表示方式： （1）p1--->p2（2）--->={(p1,p2)|p1必須在p2開始前完成}（圖2-2P27）節(jié)點(diǎn)表示：一條語句，一個(gè)程序段，一進(jìn)程。P1P1P1P12007年1月2.1.3程序的并發(fā)執(zhí)行一、多個(gè)程序的并發(fā)執(zhí)行（可能性分析）I1I2I3I4C1C2C3C4P1P2P3P4t2007年1月程序的并發(fā)執(zhí)行(2)二、特征間斷性失去封閉性：主要由共享資源引起不可再現(xiàn)性：P29例，設(shè)N的初值為n。有2個(gè)循環(huán)程序A和B，它們共享一個(gè)變量N，程序A每執(zhí)行一次時(shí)，都要做N:=N+1;B則每次要執(zhí)行Print(N),然后再做N:=0.若程序A,B以不同的速度運(yùn)行有以下三種不同的結(jié)果2007年1月程序的并發(fā)執(zhí)行(3)N:=N+1在print(N)和N:=0之前，則N值分別為n+1,n+1,0.N:=N+1在print(N)和N:=0之后，則N值分別為n,0，1.N:=N+1在print(N)和N:=0之間，則N值分別為n,n+1,0.

2007年1月2.1.4進(jìn)程的特征和狀態(tài)1.進(jìn)程的特征和定義一、定義：程序的一次執(zhí)行過程1.結(jié)構(gòu)特征進(jìn)程：由程序段、數(shù)據(jù)段及進(jìn)程控制塊三部分構(gòu)成，總稱“進(jìn)程映像”。2.動(dòng)態(tài)性由“創(chuàng)建”而產(chǎn)生，由“調(diào)度”而執(zhí)行；由得不到資源而阻塞；由撤消而消亡。（而程序是靜態(tài)的）。2007年1月2.1.4進(jìn)程的特征和狀態(tài)(2)3.并發(fā)性只有建立了進(jìn)程，才能并發(fā)執(zhí)行。4.獨(dú)立性。獨(dú)立運(yùn)行，獨(dú)立獲得資源。5.異步性：（間斷性）2007年1月2.1.4進(jìn)程的特征和狀態(tài)(3)2.進(jìn)程的三種基本狀態(tài)（圖2-5p31）就緒狀態(tài)執(zhí)行狀態(tài)阻塞狀態(tài)就緒阻塞執(zhí)行時(shí)間片完進(jìn)程調(diào)度I/O請(qǐng)求I/O完成圖2－5進(jìn)程的三種基本狀態(tài)及其轉(zhuǎn)換2007年1月2.1.4進(jìn)程的特征和狀態(tài)(4)3.掛起狀態(tài)（被換出內(nèi)存的狀態(tài)）引入原因終端用戶請(qǐng)求父進(jìn)程請(qǐng)求負(fù)荷調(diào)節(jié)需要操作系統(tǒng)需要進(jìn)程狀態(tài)的轉(zhuǎn)換(圖2-6)活動(dòng)就緒

靜止就緒活動(dòng)阻塞

靜止阻塞靜止就緒

活動(dòng)就緒靜止阻塞

活動(dòng)阻塞2007年1月圖2－6具有掛起狀態(tài)的進(jìn)程狀態(tài)圖執(zhí)行活動(dòng)就緒靜止就緒活動(dòng)阻塞靜止阻塞激活掛起激活掛起釋放釋放掛起請(qǐng)求I/O2007年1月實(shí)驗(yàn)寫一個(gè)程序描述進(jìn)程狀態(tài)遷移過程。要求：提供導(dǎo)致進(jìn)程狀態(tài)變化的調(diào)用接口，包括創(chuàng)建、刪除、調(diào)度、阻塞、時(shí)間到、掛起、激活等。實(shí)現(xiàn)進(jìn)程列表顯示的接口。注：這里設(shè)計(jì)的進(jìn)程是一個(gè)假設(shè)的對(duì)象實(shí)體，是由程序自己創(chuàng)建和刪除，不是系統(tǒng)維護(hù)的進(jìn)程。2007年1月2.1.5進(jìn)程控制塊1.進(jìn)程控制塊的作用是進(jìn)程存在的唯一標(biāo)志；PCB(process

controlblock)常駐內(nèi)存2.進(jìn)程控制塊中的信息標(biāo)識(shí)、處理機(jī)狀態(tài)，進(jìn)程調(diào)度信息，進(jìn)程控制信息pid進(jìn)程狀態(tài)現(xiàn)場(chǎng)優(yōu)先級(jí)阻塞原因程序地址同步機(jī)制資源清單鏈接指針2007年1月2.1.5進(jìn)程控制塊(2)3.PCB的組織鏈接（p33圖2-7）索引(p34圖2-8)PCB14PCB23PCB30PCB48PCB5PCB67PCB79PCB80PCB91執(zhí)行指針就緒隊(duì)列指針阻塞隊(duì)列指針空閑隊(duì)列指針2007年1月等待隊(duì)列示例structwait_queue{

struct

task_struct*task;

structwait_queue*next;};PCBPCBPCB2007年1月2.1.5進(jìn)程控制塊(3)3.PCB的組織索引(p34圖2-8)PCB1PCB2PCB3PCB4PCB5PCB6PCB7執(zhí)行指針就緒表指針阻塞表指針2007年1月補(bǔ)充PCB和進(jìn)程的代碼數(shù)據(jù)放在一起嗎？系統(tǒng)態(tài)和用戶態(tài)系統(tǒng)空間和用戶空間系統(tǒng)調(diào)用和普通調(diào)用的區(qū)別？系統(tǒng)調(diào)用會(huì)引起從用戶態(tài)進(jìn)入核心態(tài)2007年1月2.2進(jìn)程控制2.2.1進(jìn)程的創(chuàng)建一、進(jìn)程圖：描述了進(jìn)程的家族關(guān)系：（P34圖2-9）子進(jìn)程可繼承父的資源，撤消時(shí)應(yīng)歸還給父進(jìn)程，父的撤消會(huì)撤消全部子進(jìn)程。二、引起創(chuàng)建進(jìn)程的事件：1.用戶登錄：為終端用戶建立一進(jìn)程2.作業(yè)調(diào)度：（不是進(jìn)程調(diào)度）為被調(diào)度的作業(yè)建立進(jìn)程3.提供服務(wù)：如要打印時(shí)建立打印進(jìn)程2007年1月2.2.1進(jìn)程的創(chuàng)建(2)4.應(yīng)用請(qǐng)求：由應(yīng)用程序建立多個(gè)進(jìn)程三、進(jìn)程的創(chuàng)建：（creat原語）1.申請(qǐng)空白PCB（一個(gè)系統(tǒng)的PCB是有限的）2.為新進(jìn)程分配資源（不同于一般的分配，PCB-LIST在一個(gè)特殊區(qū)域）3.初始化PCB4.將新進(jìn)程插入就緒隊(duì)列。2007年1月2.2.2進(jìn)程的終止一、引起進(jìn)程終止的事件1.正常結(jié)束：如Halt、logoff2.異常結(jié)束：如Protecterror、overtime等3.外界干預(yù)：a.系統(tǒng)員kill進(jìn)程；b.父進(jìn)程終止；c.父進(jìn)程請(qǐng)求。2007年1月2.2.2進(jìn)程的終止(2)二、進(jìn)程的終止過程（1）檢查進(jìn)程狀態(tài)；（2）執(zhí)行態(tài)――>中止，且置調(diào)度標(biāo)志為真。（3）有無子孫需終止。（4）歸還資源給其父進(jìn)程或系統(tǒng)。（5）從PCB隊(duì)列中移出PCB.2007年1月2.2.3進(jìn)程的阻塞與喚醒一、引起進(jìn)程阻塞和喚醒的事件1.請(qǐng)求系統(tǒng)服務(wù)而得不到滿足時(shí)，如問系統(tǒng)請(qǐng)求打印。2.啟動(dòng)某種操作而需同步時(shí)：如該操作和請(qǐng)求該操作的進(jìn)程需同步運(yùn)行（即非異步操作）。3.新數(shù)據(jù)尚未到達(dá)：如進(jìn)程A寫，進(jìn)程B讀，則A未寫，完B不能讀。4.無新工作可做。2007年1月2.2.3進(jìn)程的阻塞與喚醒(2)二、進(jìn)程阻塞過程：是進(jìn)程自身的一種主動(dòng)行為a.調(diào)block原語b.停止執(zhí)行，修改PCB入阻塞隊(duì)列（一個(gè)或多個(gè)），并轉(zhuǎn)調(diào)度。三、喚醒過程其它相關(guān)進(jìn)程完成。a.wakeup原語b.修改PCB，入就緒隊(duì)列可見，有block原語，在其它進(jìn)程中就應(yīng)有wakeup原語。2007年1月2.2.4進(jìn)程的掛起與激活一、進(jìn)程的掛起過程由進(jìn)程自己或其父進(jìn)程調(diào)suspend原語完成，將該進(jìn)程PCB移到指定區(qū)域，注意狀態(tài)的改變，有可能要重新調(diào)度。二、進(jìn)程的激活過程。active原語（如在外存，調(diào)入內(nèi)存，改變狀態(tài)，根據(jù)情況看是否調(diào)度，如搶先或非搶先）。阻塞、喚醒一般由OS實(shí)現(xiàn)，而掛起與激活可由用戶干預(yù)。2007年1月2.3進(jìn)程同步同步：并發(fā)進(jìn)程在執(zhí)行次序上的協(xié)調(diào)，以達(dá)到有效的資源共享和相互合作，使程序執(zhí)行有可再現(xiàn)性。2007年1月2.3.1進(jìn)程同步的基本概念1.兩種形式的制約關(guān)系資源共享關(guān)系：（進(jìn)程間接制約）需互斥地訪問臨界資源。相互合作關(guān)系：（進(jìn)程直接制約）2.臨界資源：（一次僅允許一個(gè)進(jìn)程訪問的資源）引起不可再現(xiàn)性是因?yàn)榕R界資源沒有互斥訪問。2007年1月生產(chǎn)者－消費(fèi)者問題Varn,integer;Typeitem=…;varbuffer:array[0,1,…,n-1]ofitem;in,out:0,1,…,n-1;counter:0,1,…,n;2007年1月生產(chǎn)者－消費(fèi)者問題producer:repeat… produceaniteminnextp;…whilecounter=ndono-op;buffer[in]:=nextp;in:=(in+1)modn;counter:=counter+1;untilfalse;consumer:repeatwhilecounter=0dono-op;nextc:=buffer[out];out:=(out+1)modn;counter:=counter-1;consumertheiteminnextc;untilfalse;2007年1月生產(chǎn)者－消費(fèi)者問題（2）設(shè)counter的初值為5register1:=counter;register2:=counter;register1:=register1+1;register2:=register2-1;counter:=register1;counter:=register2;register1:=counter; (register1:=5)register1:=register1+1; (register1:=6)register2:=counter; (register2:=5)register2:=register2-1; (register2:=4)counter:=register1; (counter:=6)counter:=register2; (counter:=4)2007年1月定義：進(jìn)程訪問臨界資源的那段代碼。訪問臨界資源的描述：進(jìn)入?yún)^(qū)：檢查有無進(jìn)程進(jìn)入臨界區(qū)：退出區(qū)：將訪問標(biāo)志復(fù)位Repeat Entrysection Criticalsection Exitsection Untilfalse3.臨界區(qū)2007年1月4.同步機(jī)制應(yīng)遵循的準(zhǔn)則1.空閑讓進(jìn)2.忙則等待3.有限等待：應(yīng)保證為有限等待，不會(huì)產(chǎn)生死等。4.讓權(quán)等待：不能進(jìn)入臨界區(qū)的執(zhí)行進(jìn)程應(yīng)放棄CPU執(zhí)行權(quán)。2007年1月2.3.2信號(hào)量機(jī)制1整型信號(hào)量是一個(gè)整型量，通過2個(gè)原子操作wait(s)和signal(s)來訪問。Wait(s):whiles<=0dono-op s:=s-1;Signal(s): s:=s+1;2007年1月2記錄型信號(hào)量

由于整型機(jī)制中會(huì)不斷測(cè)試不滿足“讓權(quán)等待”而引入typesemaphore=recordvalue:integer;L:listofprocess;endL:為進(jìn)程鏈表，用于鏈接所有等待該類資源進(jìn)程。procedurewait(s)vars:semaphorebegins.value:=s.value–1;ifs.value

<0themblock(S,L)end2007年1月2記錄型信號(hào)量(2)

proceduresignal(S)var

s:semaphonebegins.value:=s.vaule+1ifs.value<=0thenwakeup(s.L)end用wait(s)和signal(s)實(shí)現(xiàn)同步與互斥。在記錄型信號(hào)量機(jī)制中：s.value初值：表示系統(tǒng)中某類資源的數(shù)目。s.value<0:表該信號(hào)量鏈表中已阻塞進(jìn)程的數(shù)目。2007年1月3AND型信號(hào)量當(dāng)不用它時(shí)，有可能發(fā)生系統(tǒng)死鎖。死鎖：在無外力作用下的一種僵持狀態(tài)。AND信號(hào)量例：P42.特點(diǎn)：要么全分配，要么一個(gè)也不分配。2007年1月3AND型信號(hào)量processA:wait(Dmutex);wait(Emutex);processB:wait(Emutex);wait(Dmutex);若2進(jìn)程交替執(zhí)行，則死鎖2007年1月3AND型信號(hào)量Swait(s1,s2,…,sn) ifs1≥1and…and

sn≥1then fori:=1tondosi:=si-1;endfor else placetheprocessinthewaitingqueuewiththefirstsifoundwithsi<1,andsettheprogramcountofthisprocesstothebeginningofswaitoperation endifSsignal(s1,s2,…,sn) fori:=1tondosi:=si+1;removealltheprocesswaitinginthequeueassociatedwithsiintothereadyqueue

endfor2007年1月4信號(hào)量集(略)為提高效率而對(duì)AND信號(hào)的擴(kuò)充。（P43）三種特例：（1）Swait(S,d,d)：允許每次申請(qǐng)d個(gè)資源。 當(dāng)資源數(shù)少于d時(shí)，不予分配。（2）Swait(s,1,1)：S>1，記錄型信號(hào)量。

S=1時(shí)，互斥型信號(hào)量。（3）Swait(s,1,0)，可控開關(guān)，當(dāng)時(shí)，允許進(jìn)入，S<1時(shí)，不能進(jìn)入。2007年1月2.3.3信號(hào)量的應(yīng)用

1.利用信號(hào)量實(shí)現(xiàn)互斥var

mutex:semaphore:=1 begin

parbegin process1:begin repeat

wait(mutex); criticalsetion

signal(mutex); remaindersection untilfalse; end2007年1月1.利用信號(hào)量實(shí)現(xiàn)互斥(2)

process2:begin repeat

wait(mutex); criticalsetion

signal(mutex); remaindersection untilfalse; endparend

2007年1月2.利用信號(hào)量來描述前趨關(guān)系(1)S1S2S3S4S5S6abcdegf圖2－10前趨圖舉例2007年1月利用信號(hào)量來描述前趨關(guān)系(2)Var

a,b,c,d,e,f,g:semaphore:=0,0,0,0,0,0,0;Begin

parbegin beginS1;signal(a);signal(b);end; beginwait(a);S2;signal(c);signal(d);end; beginwait(b);S3;signal(e);end; beginwait(c);S4;signal(f);end; beginwait(d);S1;signal(g);end; beginwait(e);wait(f);wait(g);S6;end;

parendend2007年1月2.4經(jīng)典進(jìn)程同步問題2.4.1生產(chǎn)者－－消費(fèi)者問題2.4.2哲學(xué)家進(jìn)餐問題2.4.3讀者－－寫者問題2007年1月一、利用記錄型信號(hào)量解決生產(chǎn)者一消費(fèi)者問題mutex：使諸進(jìn)程互斥地訪問緩沖區(qū)（n個(gè)緩沖區(qū)）empty、full：空、滿緩沖區(qū)數(shù)量。Var

mutex,empty,full:semaphore:=1,n,0;buffer:array[0,1,…,n-1]ofitem; in,out:integer:=0,0; begin

parbeginproducer:begin repeat … Produceaniteminnextp; …2007年1月一、利用記錄型信號(hào)量解決生產(chǎn)者一消費(fèi)者問題wait(empty);wait(mutex);buffer(in):=nextp;in:=(in+1)modn;signal(mutex);signal(full);Untilfalse;endconsumer:begin repeat

wait(full);wait(mutex);nextc:=buffer(out);out:=(out+1)modn;signal(mutex);signal(empty);Consumertheiteminnextc;Untilfalse;endparendend2007年1月二、利用AND信號(hào)量解決生產(chǎn)者——消費(fèi)者問題

var

mutex,empty,full:semaphore:=1,n,0; buffer:array[0,…,n-1]ofitem; inout:integer:=0,0;begin

parbegin producer:begin repeat … produceaniteminnextp; …

swait(empty,mutex);

buffer(in):=nextp;2007年1月in:=(in+1)modn;ssingal(mutex,full);Untilfalse;EndConsumer:beginrepeat

swait(full,mutex);

nextc:=buffer(out); out:=(out+1)modn;

ssignal(mutex,empty); consumertheiteminnextc;untilfalse;endparendend2007年1月2.4.2哲學(xué)家進(jìn)餐問題1.利用記錄型信號(hào)量解決哲學(xué)家進(jìn)餐問題2007年1月2.4.2哲學(xué)家進(jìn)餐問題1.利用AND信號(hào)量解決哲學(xué)家進(jìn)餐問題Varchopstick:array[0,…,4]ofsemaphore:=(1,1,1,1,1);processiRepeatthink;Sswait(chopstick[(i+1)mod5],chopstick[i]);eatSsignal(chopstick[(i+1)mod5],chopstick[i]);Untilfalse2007年1月2.4.3讀者——寫者問題特點(diǎn)： 讀進(jìn)程可共享同一對(duì)象。寫進(jìn)程不可共享同一對(duì)象。2007年1月一、利用記錄型信號(hào)量解決讀者——寫者問題

var

rmutex,wmutex:semaphore:=1,1;

readcount:integer:=0; begin

parbegin reader:begin repeat

wait(rmutex); ifreadcount=0thenwait(wmutex);

readcount:=readcount+1;

signal(rmutex); … performreadoperation2007年1月一、利用記錄型信號(hào)量解決讀者——寫者問題

performreadoperation …

wait(rmutex);

readcount:=readcount-1; ifreadcount=0thensignal(wmutex);

signal(rmutex); untilfalse; end 2007年1月一、利用記錄型信號(hào)量解決讀者——寫者問題

writer:begin repeat

wait(wmutex) performwriteoperation;

signal(wmutex) untilfalse; end

parendend2007年1月二、信號(hào)量集解決讀者——寫者問題(略)varRNinteger; L,mx:semaphore:=RN,q;begin

parbeginreader:begin repeatswait(L,1,1);swait(mx,1,0);… performreadoperation; … ssignal(L,1);untilfalse;endwriter:begin2007年1月二、信號(hào)量集解決讀者——寫者問題（略）

writer:beginrepeatswait(mx,1,1;L,RN,0);performwriteoperation;

ssignal(mx,1);untilflase;end

parendend2007年1月2.5管程機(jī)制引入原因：為了避免凡要使用臨界資源的進(jìn)程都自備同步操作wait(s)和signal(s).將同步操作的機(jī)制和臨界資源結(jié)合到一起，形成管程。2.5.1管程的基本概念一、定義：一個(gè)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和能為并發(fā)進(jìn)程所執(zhí)行的一組操作。局部于管程的共享變量。對(duì)該數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)進(jìn)程操作的一組過程。對(duì)局部管程數(shù)據(jù)設(shè)置初值。二、條件變量：

x.y:x.wait;x.signal;x.queue2007年1月2.5.2利用管程解決生產(chǎn)者——消費(fèi)者問題

一、建立管程：PC包括：二過程： （1）put(item)過程；（2）get(item)過程一變量：count≥n時(shí)滿；≤0時(shí)空初始：in=out=count=0Typeproducer-consumer=monitorvar

in,out,count：integer;buffer:array[0,…,n-1]ofitem;notfull,notempty:condition;procedureentryput(item)procedureentryget(item)2007年1月2.5.2利用管程解決生產(chǎn)者——消費(fèi)者問題

Procedureentryput(item) begin ifcount≥nthennotfull.wait;

buffer(in):=nextp; in:=(in+1)modn count:=count+1; ifnotempty.queuethennotempty.signal; endProcedureentryget(item) begin ifcount≤0thennotempty.wait;

nextc:=buffer(out); out:=(out+1)modn count:=count-1; ifnotfull.queuethennotfull.signal; endBeginin:=out:=0;count:=0end2007年1月2.5.2利用管程解決生產(chǎn)者——消費(fèi)者問題

例：producer:begin repeat produceaitemnextp PC.put(item); untilfalse. EndConsumer:begin repeat

PC.get(item); Consumetheiteminnextc; Untilfalse end 可見，由管程來實(shí)現(xiàn)后，進(jìn)程的同步更簡(jiǎn)單明了。2007年1月練習(xí)

a,b

兩點(diǎn)間是一段東西向的單行車道，現(xiàn)要設(shè)計(jì)一個(gè)自動(dòng)管理系統(tǒng)，管理規(guī)則如下：當(dāng)ab間有車輛在行駛時(shí)同方向的車可以同時(shí)駛?cè)隺b段，但另一方向的車必須在ab段外等待；當(dāng)ab之間無車時(shí)，到達(dá)a（或b）的車輛可以進(jìn)入ab段，但不能從a，b點(diǎn)同時(shí)駛?cè)耄划?dāng)某方向在ab段行駛的車輛使出了ab段且無車輛進(jìn)入ab段時(shí)，應(yīng)讓另一方向等待的車輛進(jìn)入ab段行駛。請(qǐng)用wait,signal工具對(duì)ab段實(shí)現(xiàn)正確管理。2007年1月答：Semaphores,mutexab,mutexbaPab：Wait(mutexab)Countab++Ifcountab=1thenwait(s);Signal(mutexab)

…..wait(mutexab)countab--;ifcountab=0thensignal(s)signal(mutexab);2007年1月答：Pba:wait(mutexba)countba=countba+1;Ifcountba=1thenwait(s)wait(mutexba)enter; ……wait(mutexba)countba--;ifcountba=0thensignal(s)

signal(mutexba);2007年1月2.6進(jìn)程通信概念：進(jìn)程間的信息交換。實(shí)例：信號(hào)量機(jī)制（一種低級(jí)通信） 缺點(diǎn)：（1）效率低 （2）通信對(duì)用戶不透明高級(jí)通信特點(diǎn)：效率高，通信實(shí)現(xiàn)細(xì)節(jié)對(duì)用戶透明2007年1月2.6.1進(jìn)程通信的類型一、共享存貯器系統(tǒng)1.基于共享數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的通信方式：produce-consume中的緩沖區(qū)，低效，不透明。系統(tǒng)只提供了一共享存貯器，適于少量通信。2.基于共享存儲(chǔ)區(qū)的通信方式：系統(tǒng)提供：共享存儲(chǔ)區(qū)。通信過程：（1）向系統(tǒng)申請(qǐng)一個(gè)或多個(gè)分區(qū)（2）獲得分區(qū)獲后即可讀/寫.特點(diǎn)：高效，速度快。2007年1月2.6.1進(jìn)程通信的類型二、消息傳遞系統(tǒng)（可用于異種機(jī)）信息單位：消息（報(bào)文）是目前的主要通信方式，分為直接通信方式、間接通信方式實(shí)現(xiàn)：一組通信命令（原語），具有透明性--->同步的實(shí)現(xiàn)。三、管道通信管道：連接一個(gè)讀進(jìn)程和一個(gè)寫進(jìn)程之間通信的共享文件。功能：大量的數(shù)據(jù)發(fā)收。注意：（1）互斥（2）同步（3）對(duì)方是否存在2007年1月2.6.2直接/間接通信方式（消息通信的2種方式）

一、直接send(Receiver,message)receive(Sender,message)例：解決生產(chǎn)—消費(fèi)問題。

repeat …produceaniteminnextp;…

send(consumer,nextp);untilfalse;repeatreceive(producer,nextc);…consumertheiteminnextc;untilfalse;2007年1月2.6.2直接/間接通信方式（消息通信的2種方式）

二、間接（可以實(shí)現(xiàn)非實(shí)時(shí)通信）優(yōu)點(diǎn)：在讀/寫時(shí)間上的隨機(jī)性寫進(jìn)程――>信箱（中間實(shí)體）――>讀進(jìn)程原語（1）信息的創(chuàng)建與撤消：信箱名屬性（公用、私用、共享）（共享者名字）（2）消息的發(fā)送和接收Send(mailbox,message)Receive(mailbox,message)2007年1月2.6.2直接/間接通信方式（消息通信的2種方式）

二、間接（可以實(shí)現(xiàn)非實(shí)時(shí)通信）信箱類型（1）私用：擁有者有讀/寫數(shù)，其它只有寫權(quán)，（單向）存在期＝進(jìn)程存在期。（2）公用：系統(tǒng)創(chuàng)建，雙向，存在期=系統(tǒng)存在期。（3）共享信箱：一般進(jìn)程創(chuàng)建，并指明其共享者，是雙向。發(fā)送—接收進(jìn)程之間的關(guān)系：（1）一對(duì)一關(guān)系；（2）多對(duì)一關(guān)系；（3）一對(duì)多關(guān)系；（4）多對(duì)多關(guān)系：公用信箱。2007年1月2.6.3消息傳遞系統(tǒng)中的幾個(gè)問題一、通信鏈路：（1）顯式建立：（進(jìn)程完成）（2）隱式建立：（系統(tǒng)完成）鏈路類型：（1）由連接方法分：點(diǎn)—點(diǎn)鏈路，多點(diǎn)鏈路。（2）由通信方式分：?jiǎn)蜗颉㈦p向。（3）由容量分：無容量（無緩沖區(qū)）、有（有緩沖區(qū)）。2007年1月2.6.3消息傳遞系統(tǒng)中的幾個(gè)問題二、消息格式：消息頭：含控制信息如：收/發(fā)進(jìn)程名，消息長(zhǎng)度、類型、編號(hào)消息內(nèi)容：定長(zhǎng)消息：系統(tǒng)開銷小，用戶不便（特別是傳長(zhǎng)消息用戶）變長(zhǎng)消息：開銷大，用戶方便。2007年1月2.6.3消息傳遞系統(tǒng)中的幾個(gè)問題三、進(jìn)程同步方式1.發(fā)送和接收進(jìn)程阻塞（匯合）用于緊密同步，無緩沖區(qū)時(shí)。2.發(fā)送進(jìn)程不阻塞，接收進(jìn)程阻塞（多個(gè)）相當(dāng)于接收進(jìn)程（可能是多個(gè)）一直等待發(fā)送進(jìn)程，如：打印進(jìn)程等待打印任務(wù)。3.發(fā)送/接收進(jìn)程均不阻塞一般在發(fā)、收進(jìn)程間有多個(gè)緩沖區(qū)時(shí)。2007年1月2.6.4消息緩沖隊(duì)列通信機(jī)制一、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)1.消息緩沖區(qū)typemessagebuffer=recordsender:size:text:next:指向下一指針2.PCB中應(yīng)增數(shù)據(jù)項(xiàng)：typepcb=recordmq

消息隊(duì)列指針mutex

消息隊(duì)列互斥信息量sm

消息隊(duì)列資源信息量（表資源消息數(shù)）2007年1月2.6.4消息緩沖隊(duì)列通信機(jī)制二、發(fā)送原語

proceduresend(receiver,a)begin

getbuf(a.size,i);

i.sender:=a.sender;

i.size:=a.size;

i.text:=a.text;

i.next:=0;

getid(PCBset,receiver.j);

wait(j.mutex);

insert(j.mq,i);

signal(j.mutex);

signal(j.sm);end2007年1月2.6.4消息緩沖隊(duì)列通信機(jī)制三、接收原語procedurereceive(b) begin j:=internalname;

wait(j.sm);

wait(j.mutex);

remove(j.mq,i);

signal(j.mutex);

b.sender:=i.sender;

b.size:=i.size;

b.text:=i.text; end2007年1月2.6.4消息緩沖隊(duì)列通信機(jī)制sender:Asize:5text:hellonext:0smmutexmqsender:Asize:5text:Hellosend(B,a)發(fā)送區(qū)A接收區(qū)Basender:Asize:5text:Helloreceive(b)b進(jìn)程APCB(B)進(jìn)程B2007年1月練習(xí)試說明如果使用send_mailbox和receive_mailbox

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