作業系統 程序同步相關問題的整理與總結

mutex lock – 互斥鎖

while (ture)

acquire()

若acquire呼叫成功，該程序可進入critical section（臨界區）訪問該資源，否則陷入忙等待狀態 –spinlock（自旋鎖），直至mutex lock被釋放–（占用該資源的程序執行過critical section 進入release lock釋放鎖）。

acquire()

release()

release()

wait(s) signal(s) 有時會被寫為p(s) v(s)

int s = 1;  //==初始化整型訊號量s為1，表示當前可使用資源數為1==

while (s <= 0) // ==如果資源數》0,則直接訪問；否則進入忙等狀態==
; // busy wait 
s--;  //==若乙個資源被占用，資源數量就要 -1 ==
}signal(s)

pseudocode 示意：

while (true)

雖然訊號量解決了程序同步的問題，但有時多程序的同時使用還是可能會造成一些問題。

例如：

[情況1]: 乙個程序交換了對訊號量 mutex 的 wait()和 signal()的順序，從而產生如下結構:

signal(mutex);

...critical section
...wait(mutex);

這樣多個程序可能同時出現在其臨界區內執行，因為違反了互斥要求。這種錯誤只有在多 個程序同時在其臨界區內執行才會被發現。

[情況2]:乙個程序用 wait(mutex)替代了 signal(mutex)，即

wait(mutex);

...critical section
...wait(mutex);

會出現死鎖。

[情況3]：假設乙個程序省略了 wait(mutex)或 signal(mutex)，也可能會出現死鎖，也可能 會破壞互斥。

[1]:

[2]: operating.system.concepts.10th.edition.

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