鎖機制

原文鏈接:http://blog.csdn.net/lz20120808/article/details/51707247

關於操作系統的鎖機制:

 

在多線程機制下,操作系統引入了鎖機制。通過鎖機制,能夠保證在多核多線程環境中,在某一個時間點上,只能有一個線程進入臨界區代碼,從而保證臨界區中操作數據的一致性。

 

 

所謂的鎖,可以理解爲內存中的一個整型數,擁有兩種狀態:空閒狀態和上鎖狀態。加鎖時,判斷鎖是否空閒,如果空閒,修改爲上鎖狀態,返回成功;如果已經上鎖,則返回失敗。解鎖時,則把鎖狀態修改爲空閒狀態。 

 

 

死鎖的概念.

死鎖: 是指兩個或兩個以上的進程在執行過程中,因爭奪資源而造成的一種互相等待的現象,若無外力作用,它們都將無法推進下去.此時稱系統處於死鎖狀態或系統產生了死鎖,這些永遠在互相等待的進程稱爲死鎖進程.

死鎖的原因.

主要原因(1) 因爲系統資源不足。(2) 進程運行推進的順序不合適,保證有先後順序。(3) 資源分配不當等。

死鎖的必要條件.

產生死鎖的四個必要條件: 
1) 互斥條件:一個資源每次只能被一個進程使用。 
2) 請求與保持條件:一個進程因請求資源而阻塞時,對已獲得的資源保持不放。 
3) 不剝奪條件: 進程已獲得的資源,在末使用完之前,不能強行剝奪。 
4) 循環等待條件:若干進程之間形成一種頭尾相接的循環等待資源關係。存在一個進程等待序列{P1,P2,…,Pn},其中P1等待P2所佔有的某一資源,P2等待P3所佔有的某一 源,……,而Pn等待P1所佔有的的某一資源,形成一個進程循環等待環。 
這四個條件是死鎖的必要條件,只要系統發生死鎖,這些條件必然成立,而只要上述條件之一不滿足,就不會發生死鎖。

解決死鎖的四個方式
1)忽略該問題。例如鴕鳥算法,該算法可以應用在極少發生死鎖的的情況下。爲什麼叫鴕鳥算法呢,(鴕鳥策略) 
2)檢測死鎖並且恢復。(檢測與解除策略) 
3)仔細地對資源進行動態分配,以避免死鎖。(避免策略) 
4)通過破除死鎖四個必要條件之一,來防止死鎖產生。(預防策略)

C++多線程開發中,容易出現死鎖導致程序掛起的現象。 
解決步驟分爲三步: 
1、檢測死鎖線程。 
2、打印線程信息。 
3、修改死鎖程序。

進程(Process)和線程(Thread).

  進程是具有一定獨立功能的程序關於某個數據集合上的一次運行活動,進程是系統進行資源分配和調度的一個獨立單位。擁有獨立的內存單元。線程是進程的一個實體,是CPU調度和分派的基本單位,它是比進程更小的能獨立運行的基本單位。但是不能獨立運行,必須依存在應用程序中,由應用程序提供多個線程執行控制。線程自己基本上不擁有系統資源,只擁有一點在運行中必不可少的資源(如程序計數器,一組寄存器和棧),但是它可與同屬一個進程的其他的線程共享進程所擁有的全部資源。一個線程可以創建和撤銷另一個線程,同一個進程中的多個線程之間可以併發執行。 

進程的狀態轉換圖,及導致轉換的事件
三個狀態: 
1)就緒狀態  進程已獲得除處理機外的所需資源,等待分配處理機資源,只要分配到CPU就可執行。在某一時刻,可能有若干個進程處於該狀態。    
2)運行狀態 佔用處理機資源運行,處於此狀態的進程的數目小於等於CPU的數目。    
3)阻塞狀態  由於進程等待某種條件(如I/O操作或進程同步),在條件滿足之前無法繼續執行。該事件發生前即使把處理機分配給該進程,也無法運行。






              

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