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添加副标题进程同步与互斥汇报人目录PART OnePART Two添加目录标题进程同步与互斥的概念PART ThreePART Four进程同步的实现进程互斥的实现PART FivePART Six进程同步与互斥的进程同步与互斥的应用场景优缺点PART ONE单击添加章节标题PART TWO进程同步与互斥的概念进程的定义和特性l进程是操作系统中一个独立的执行单元,由程序、数据和进程控制块组成l进程具有动态性,可以创建、终止和执行l进程具有并发性,可以同时执行多个进程l进程具有独立性,每个进程都有自己的地址空间和资源l进程具有异步性,进程之间的执行顺序和完成时间是不确定的l进程具有通信性,进程之间可以通过通信机制进行信息交换进程同步与互斥的定义l进程同步多个进程按照一定的规则和顺序执行,以实现资源的共享和任务的协同l进程互斥多个进程在同一时刻只能有一个进程访问共享资源,以避免数据冲突和竞争条件l临界区进程中访问共享资源的那段代码,需要互斥访问l信号量一种用于进程同步和互斥的机制,用于控制对共享资源的访问进程同步与互斥的必要性提高系统效率避免资源浪费和死锁现象保证数据一致性防止数据被多个进程同时修改提高系统稳定性避免进程间相互干扰和冲突增强系统安全性防止非法访问和恶意攻击PART THREE进程同步的实现信号量机制l信号量一种用于进程间通信和同步的机制l信号量值表示当前可用资源的数量l P操作申请资源,信号量值减1l V操作释放资源,信号量值加1l信号量机制实现进程同步通过P操作和V操作控制进程对资源的访问顺序l信号量机制实现进程互斥通过P操作和V操作控制进程对资源的访问权限消息传递机制消息类型包括信号、共享同步方式通过消息传递实内存、管道、消息队列等现进程间的同步消息传递进程间通过发送互斥方式通过消息传递实和接收消息进行通信现进程间的互斥管道机制匿名管道只能用于父子进程命名管道可以用于任意两个间的通信进程间的通信管道分为匿名管道和命名管管道通信的数据是以字节流道的形式传输的管道是一种进程间通信的机管道通信是半双工的,即数制据只能单向流动共享内存机制共享内存多个进程可以信号量用于控制对共享互斥锁用于保护共享内同时访问和修改同一块内内存的访问,确保数据的存,防止多个进程同时访存区域正确性和完整性问和修改同一块内存区域条件变量用于等待某个屏障用于同步多个进程原子操作用于对共享内条件满足,以便进行下一的执行,确保所有进程都存进行原子操作,确保操步操作到达某个点后再继续执行作的原子性PART FOUR进程互斥的实现互斥的定义和实现方法互斥的定义多个进程不能同时访问同一资源实现方法信号量、互斥锁、条件变量等信号量的实现通过PV操作实现进程间的互斥互斥锁的实现通过加锁和解锁操作实现进程间的互斥条件变量的实现通过条件变量和等待队列实现进程间的互斥互斥的信号量机制l信号量一种用于进程间通信和同步的机制l互斥信号量用于实现进程互斥的信号量l信号量初始化将信号量初始化为1l信号量等待当进程需要访问临界区时,执行信号量等待操作,将信号量减1l信号量释放当进程完成对临界区的访问后,执行信号量释放操作,将信号量加1l信号量等待和释放通过信号量等待和释放操作,实现进程互斥互斥的锁机制锁的概念用锁的类型包互斥锁的实现死锁问题多个线程同时等于保护共享资括互斥锁、读通过加锁和解待对方释放锁,源,防止并发写锁、自旋锁锁操作,确保导致系统无法访问导致的数等同一时间只有继续运行,需据不一致一个线程可以要避免和解决访问共享资源死锁问题互斥的读写锁机制读写锁用于读锁允许多写锁只允许互斥确保同应用场景数控制对共享资个线程同时读一个线程进行一时间只有一据库、文件操源的并发访问取共享资源写操作个线程可以访作等需要并发问共享资源控制的场景PART FIVE进程同步与互斥的应用场景并行计算中的进程同步与互斥l并行计算同时执行多个任务,提高计算效率l进程同步确保多个进程按照预定顺序执行l进程互斥防止多个进程同时访问同一资源,导致数据不一致l应用场景科学计算、大数据处理、人工智能等需要并行计算的领域多线程编程中的进程同步与互斥线程间通信通过资源共享多个线任务调度通过同死锁避免通过同程共享同一资源时,同步与互斥机制实步与互斥机制实现步与互斥机制避免通过同步与互斥机现线程间的信息交多个任务的有序执死锁的发生,保证制保证资源的正确换行系统的正常运行使用分布式系统中的进程同步与互斥应用场景分布式系统中,多个进程需要共享资源,如数据库、文件等同步多个进程需要按照一定的顺序执行,以保证数据的一致性和完整性互斥多个进程需要同时访问同一资源,需要保证资源的独占性,避免数据冲突解决方案使用锁、信号量、条件变量等机制来实现进程同步与互斥实时系统中的进程同步与互斥实时系统对时间敏感的系统,如航空航天、工业控制等进程同步确保多个进程按照预定的顺序执行进程互斥确保多个进程不会同时访问共享资源应用场景如多任务调度、资源分配、数据共享等PART SIX进程同步与互斥的优缺点进程同步与互斥的优点提高系统资源的利用率保证数据的一致性和完整性添加标题添加标题添加标题添加标题避免死锁现象的发生提高系统的稳定性和可靠性进程同步与互斥的缺点进程互斥可能导致资源浪费,进程同步与互斥的实现需要降低系统效率复杂的算法和机制,增加了系统复杂性进程同步可能导致死锁,影进程同步与互斥可能导致进响系统稳定性程间的通信延迟,影响系统实时性进程同步与互斥的适用场景进程同步适用于多个进程互斥适用于多个进程同步与互斥适用进程同步与互斥适用进程需要共享资源,如进程需要独占资源,如于需要保证数据一致性于需要避免死锁和饥饿打印机、文件等,需要CPU、内存等,需要确保和完整性的情况,如银的情况,如多个进程等协调操作以避免冲突的只有一个进程可以访问行转账、数据库更新等待同一资源,需要协调情况资源的情况操作以避免死锁THANK YOU汇报人。