DAY10:进程调度算法 | 进程间有哪些通信方式 | 进程同步和互斥的概念,如何实现进程同步和互斥

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目录

进程调度算法

进程间有哪些通信方式

进程同步和互斥

进程同步和互斥的概念:

实现进程同步和互斥的方法:  


进程调度算法

1. 先来先服务算法:按照请求的顺序进行调度。 这种调度方式简单,但是能导致较长作业阻塞较短作业。

2. 最短作业优先算法:非抢占式调度算法,按估计运行时间最短的顺序进行调度,但是如果一直有短作业到啦,那么长作业永远得不到调度,造成长作业“饥饿”的现象。

3. 最短剩余时间优先算法:基于最短作业优先改进,按剩余运行时间的顺序进行调度。当一个新的作业到达时,其整个运行时间与当前进程的剩余时间作比较。如果新的进程需要的时间更少,则挂起当前进程,运行新的进程,否则新的进程等待。

4. 优先级调度算法:为每个进程分配一个优先级,按优先级进行调度。为了防止低优先级的进程永远等不到调度,可以随着时间的推移增加等待进程的优先级。

5. 时间片轮转:为每个进程分配一个时间片,进程轮流执行,时间片用完后切换到下一个进程。

6. 多级队列:时间片轮转调度算法和优先级调度算法的结合。将进程分为不同的优先级队列,每个队列有自己的调度算法。


进程间有哪些通信方式

1. 管道:是一种半双工的通信方式,数据只能单向流动而且只能在具有父子进程关系的进程间使用。

2. 命名管道:类似管道,也是半双工的通信方式,但是它允许在不相关的进程间通信。

3. 消息队列:允许进程发送和接收消息,而消息队列是消息的链表,可以设置消息优先级。

4. 信号:用于发送通知到进程,告知其发生了某种事件或条件。

5. 信号量:是一个计数器,可以用来控制多个进程对共享资源的访问,常作为一种锁机制,防止某进程正在访问共享资源时,其他进程也访问该资源。因此主要作为进程间以及同一进程内不同线程之间的同步手段。

6. 共享内存:就是映射一段能被其他进程所访问的内存,这段共享内存由一个进程创建,但多个进程都可以访问。共享内存是最快的进程通信方式。

7. Socket套接字:是支持TCP/IP的网络通信的基本操作单元,主要用于在客户端和服务器之间通过网络进行通信。


进程同步和互斥

进程同步和互斥的概念:

  • 进程同步是指多个并发执行的进程之间协调和管理它们的执行顺序,以确保它们按照一定的顺序或时间间隔执行。
  • 进程互斥指的是在某一时刻只允许一个进程访问某个共享资源。当一个进程正在使用共享资源时,其他进程不能同时访问该资源。

实现进程同步和互斥的方法: 

实现进程同步和互斥的方法有很多,其中一种常见的方法是使用信号量和PV操作。信号量是一种特殊的变量,它表示系统中某种资源的数量或者状态。PV 操作是一种对信号量进行增加或者减少的操作,它们可以用来控制进程之间的同步或者互斥。

  • P操作:相当于“检查”信号量,如果资源可用,就减少计数,然后使用资源。
  • V操作:相当于“归还”资源,增加信号量的计数,并可能唤醒等待的进程。

除此之外,下面的方法也可以解决进程同步和互斥的问题:

  • 临界区:将可能引发互斥问题的代码段称为临界区,里面包含了需要互斥访问的资源。进入这个区域前需要先获取锁,退出临界区后释放该锁。这确保同一时间只有一个进程可以进入临界区。
  • 互斥锁(Mutex):互斥锁是一种同步机制,用于实现互斥。每个共享资源都关联一个互斥锁,进程在访问该资源前需要先获取互斥锁,使用完后释放锁。只有获得锁的进程才能访问共享资源。
  • 条件变量:条件变量用于在进程之间传递信息,以便它们在特定条件下等待或唤醒。通常与互斥锁一起使用,以确保等待和唤醒的操作在正确的时机执行。

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