進(jìn)程推進(jìn)的合理有序同步——信號(hào)量
等待是進(jìn)程同步的核心
信號(hào)量的出現(xiàn)是對(duì)于如果有多個(gè)P的時(shí)候，只有信號(hào)是不能喚醒所有生產(chǎn)者的，只能喚醒一個(gè)生產(chǎn)者。

• 信號(hào)只能喚醒一個(gè)生產(chǎn)者

信號(hào)量小于0對(duì)應(yīng)的是有多少個(gè)進(jìn)程睡眠了

• 要學(xué)會(huì)等待（觀察信號(hào)量是否為負(fù)，如果是負(fù)數(shù)就需要等待）

停是很重要的

• 用臨界區(qū)來保護(hù)信號(hào)量
• 用信號(hào)量來支持進(jìn)程的同步

信號(hào)量（整型變量）

互斥

讓進(jìn)程之間的合作變得合理有序
實(shí)現(xiàn)這個(gè)的依據(jù)是信號(hào)量
想象一個(gè)司機(jī)和售票員的例子，司機(jī)要啟動(dòng)車輛，這個(gè)時(shí)候應(yīng)該讓售票員先關(guān)門，然后發(fā)一個(gè)信號(hào)，然后司機(jī)可以啟動(dòng)車輛，我們說司機(jī)是在等待一個(gè)信號(hào)。
同理，司機(jī)停車了，就需要發(fā)送一個(gè)信號(hào)給售票員，然后售票員才能開門。

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等待就是阻塞，這個(gè)也是進(jìn)程同步的核心。

比如說生產(chǎn)者--消費(fèi)者模型，當(dāng)緩沖區(qū)滿的時(shí)候，就要停下來，不然會(huì)溢出。如果緩沖區(qū)空了，就不敢再消費(fèi)了，已經(jīng)沒有東西可以消費(fèi)了。

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引出信號(hào)量

之前的信號(hào)在程序里面的體現(xiàn)是counter，信號(hào)表示的只是有或無，它只能喚醒一個(gè)進(jìn)程，然后就無效了，如果有n個(gè)進(jìn)程，那么剩下的n - 1個(gè)進(jìn)程就會(huì)一直sleep下去。所以我們需要一個(gè)量——信號(hào)量來表示有多少個(gè)進(jìn)程在睡眠，喚醒的時(shí)候需要喚醒多少個(gè)進(jìn)程。

信號(hào)量——記錄有多少個(gè)進(jìn)程睡眠了

如果只有信號(hào)的話，只能是發(fā)信號(hào)還有等信號(hào)，對(duì)應(yīng)的是喚醒和睡眠。

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如果有了信號(hào)量的話，我們用sem來表示，根據(jù)sem是多少來決定是喚醒還是睡眠，如果sem已經(jīng)小于0了，那就睡眠，然后消費(fèi)者進(jìn)程看到sem小于0了，就會(huì)去喚醒。

這樣子就實(shí)現(xiàn)了進(jìn)程的走走停停

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習(xí)題

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P操作和V操作

• P操作對(duì)應(yīng)的是消費(fèi)者
• V操作對(duì)應(yīng)的是生產(chǎn)者
  睡眠和喚醒對(duì)應(yīng)的是都是信號(hào)量是否會(huì)小于0

P和V的2段代碼

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生產(chǎn)者在共享緩沖區(qū)的時(shí)候，消費(fèi)者不能進(jìn)去
消費(fèi)者在共享緩沖區(qū)的時(shí)候，生產(chǎn)者不能進(jìn)去

實(shí)現(xiàn)這一點(diǎn)是需要靠互斥信號(hào)量來實(shí)現(xiàn)

為什么要保護(hù)信號(hào)量

因?yàn)槎鄠€(gè)進(jìn)程會(huì)共同修改信號(hào)量，這樣會(huì)導(dǎo)致信號(hào)量的語義錯(cuò)誤。這種錯(cuò)誤就稱為——

和調(diào)度有關(guān)的共享數(shù)據(jù)語義錯(cuò)誤

什么是臨界區(qū)？

假如A進(jìn)程有段代碼，B進(jìn)程有段代碼，他們倆都有一個(gè)小部分的代碼涉及到了相同的信號(hào)量，那么這一小部分就是臨界區(qū)，臨界區(qū)的執(zhí)行是一個(gè)原子操作——一個(gè)進(jìn)程進(jìn)去后修改完才能解鎖。

臨界區(qū)是成對(duì)or成組出現(xiàn)的

互斥——不能同時(shí)進(jìn)入

死鎖預(yù)防就是2個(gè)方法

• 一次性申請(qǐng)所有資源
• 按序等待

死鎖避免

找到一個(gè)安全序列（通過銀行家算法）

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死鎖避免的代價(jià)太大了

因?yàn)槊恳粋€(gè)進(jìn)程Pi每次申請(qǐng)的時(shí)候，都要進(jìn)行一次銀行家算法，看是否會(huì)引起死鎖，時(shí)間復(fù)雜度太高

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死鎖檢測(cè)和恢復(fù)

發(fā)現(xiàn)問題，檢測(cè)到問題用的還是銀行家算法，不過執(zhí)行的次數(shù)少了一些了。
恢復(fù)的時(shí)候采用的是進(jìn)程回滾，回滾到一定程度了看看是否還會(huì)死鎖。

但是選擇誰回滾，和實(shí)現(xiàn)回滾都比較麻煩。

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死鎖忽略的方法

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死鎖

多個(gè)進(jìn)程由于互相等待對(duì)方持有的資源，從而導(dǎo)致任何一個(gè)進(jìn)程都無法執(zhí)行的情況。

死鎖的成因

• 互斥——一個(gè)資源被A進(jìn)程占用后，其他進(jìn)程無法使用
• A進(jìn)程占有了資源后，不釋放，還要去申請(qǐng)其他的資源

好比已經(jīng)占有了一條路，還要繼續(xù)前進(jìn)到其他的道路

• 環(huán)路等待——每個(gè)進(jìn)程占有的資源和想要申請(qǐng)的資源形成了一個(gè)環(huán)路

相當(dāng)于每輛公交車已經(jīng)有了自己的車道，還想要去占別人的車道，但是別人不讓，所以就僵持住了。

死鎖的4個(gè)必要條件

• 互斥使用
• 不可搶占——資源只能進(jìn)程自己放棄，比如公交車自己開走

上面2點(diǎn)都是資源的固有屬性

• 請(qǐng)求和保持——進(jìn)程已經(jīng)有了一個(gè)資源還不釋放，同時(shí)去申請(qǐng)其他的資源

• 循環(huán)等待

  
  
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死鎖本身的出現(xiàn)就是一個(gè)小概率事件