操作系統(tǒng)第5講課件

操作系統(tǒng)概念

第五講進程通信OperatingSystemConceptionDavidfu上章回顧什么是臨界區(qū)？什么是信號量，如何定義初始值？OperatingSystemConceptionDavidfu本課總體綱要進程通信(InterprocessCommunication)消息、郵箱機制共享內(nèi)存機制管道機制進程通信實例解析死鎖(DeadLock)死鎖的概念產(chǎn)生死鎖的必要條件死鎖的排除方法死鎖實例解析OperatingSystemConceptionDavidfu進程通信－分類(2)會話式(Dialoguesystem)使用進程在使用服務(wù)進程提供的服務(wù)前，必須得到許可服務(wù)進程根據(jù)使用進程的要求提供服務(wù)，單控制權(quán)屬于服務(wù)進程本身使用進程和服務(wù)進程關(guān)系固定應(yīng)用于用戶進程和磁盤管理OperatingSystemConceptionDavidfu進程通信－分類(3)消息或郵箱機制只要存在空緩存區(qū)或郵箱，發(fā)送進程就可以發(fā)送消息發(fā)送進程和接受進程無直接聯(lián)系發(fā)送進程和接受進程之間存在緩沖區(qū)或郵箱用來存放被傳輸?shù)南peratingSystemConceptionDavidfu進程通信－分類(4)共享內(nèi)存機制共享內(nèi)存方式不要求數(shù)據(jù)移動，兩個需要互相交互的信息的進程通過對同一共享數(shù)據(jù)區(qū)（sharedmemory)的操作來達到互相通信的目的。OperatingSystemConceptionDavidfu進程通信－消息緩沖機制(6)Send(m):Begin向系統(tǒng)申請一個消息緩沖區(qū)P(mutex)將消息m發(fā)送到新申請的消息緩沖區(qū)V(mutex)V(SM)Receive(m):BeginP(SM)P(mutex)將消息m從緩沖區(qū)復制到接收區(qū)并釋放緩沖區(qū)V(mutex)OperatingSystemConceptionDavidfu進程通信－郵箱(7)對于只有一個發(fā)送進程和一個接收進程使用的郵箱，進程間通信應(yīng)滿足以下條件：發(fā)送進程發(fā)送消息時，郵箱中至少有一個存儲消息的單元接收進程接收消息時，郵箱中至少有一個消息存在發(fā)送進程郵箱頭郵箱體接收進程OperatingSystemConceptionDavidfu進程通信－管道（pipe)Unix系統(tǒng)從SystemV開始，提供有名管道和無名管道兩種數(shù)據(jù)通信方式。無名管道為建立管道的進程及其子進程提供一條以比特流方式傳送消息的通信管道。該管道在邏輯上是管道文件，物理上則由文件系統(tǒng)的高速緩沖區(qū)構(gòu)成。寫fd[1]Pipe(fd)fd[0]讀OperatingSystemConceptionDavidfu進程通信實例解析采用進程通信的管理方法解決生產(chǎn)者－消費者問題。要求生產(chǎn)者能告訴消費者產(chǎn)品的說明、規(guī)格、價格等，而消費者能反饋對物品的評價和處理情況設(shè)置公用信箱MOperatingSystemConceptionDavidfu進程通信實例解析生產(chǎn)者：L1：生產(chǎn)一個產(chǎn)品L2：receive(consumer,M);If物品未取走thengotoL2Else組織回信，說明產(chǎn)品信息Send(consumer,M);GotoL1消費者：L1：receive(producer,M);If沒有產(chǎn)品thengotoL1Else組織回信,反饋產(chǎn)品信息Send(producer,M);GotoL1OperatingSystemConceptionDavidfu本課總體綱要進程通信(InterprocessCommunication)消息、郵箱機制共享內(nèi)存機制管道機制進程通信實例解析死鎖(DeadLock)死鎖的概念產(chǎn)生死鎖的必要條件死鎖的排除方法死鎖實例解析OperatingSystemConceptionDavidfu死鎖產(chǎn)生死鎖的必要條件：互斥條件：資源的排他性不剝奪條件：進程對獲得的資源在未使用完畢前，不可被其他進程剝奪使用權(quán)利部分分配條件：進程每次申請新資源時，同時還要占用已分配的資源環(huán)路條件：存在進程循環(huán)鏈，鏈中每個進程已獲得的資源同時被下一個進程申請OperatingSystemConceptionDavidfu死鎖死鎖的排除方法：死鎖預防死鎖避免死鎖的檢測和恢復OperatingSystemConceptionDavidfu死鎖死鎖預防一次性分配法資源順序分配法先釋放，后申請OperatingSystemConceptionDavidfu死鎖例題（1）有4個進程陷入了死鎖請問這4個進程可能占用了幾種資源？使用資源請求分配圖畫出可能的死鎖情況。OperatingSystemConceptionDavidfu死鎖例題（2）一臺計算機有8臺磁帶機，分別由n個進程競爭使用，每個進程需要3臺磁帶機，請問n為多少時，系統(tǒng)沒有死鎖的危險？設(shè)資源數(shù)M＝8；競爭進程n,每個進程需要的資源為X=3系統(tǒng)不會發(fā)生死鎖的公式：X=1(M<n)X=1+(M-1)/nOperatingSystemConceptionDavidfu總結(jié)死鎖(DeadLock)