计算机操作系统进程（线程）的同步与通信

　

概要：就不 能向缓冲区写入新的数据而应处于等待状态；只有等进程B自缓冲区读取数据后，才应通知 进程A去写入数据。显然，如果这两个进程不能如此协调工作，则势必造成严重的后果。间接制约关系源于对资源的共享。例如，进程A和进程B共享一台打印机，如果系统已经把打印机分配给了进程A，则进程B因不能获得打印机的使用杈而应处于等待状态；只有当进程A把打印机释放后，系统才能唤醒进程B使其获得打印机的使用权。如果这两个进程不这样做，那么也会造成极大的混乱。由上可知，在多进程合作工作的过程中，操作系统应解决两个问题：一是各进程间应该具有一种互斥关系，即对于某个共享资源，如果一个进程正在使用，则其他进程只能等待，等到该进程释放该资源后，等待的进程之L才能使用它；二是相关的进程在执行上要有先后的次序，一个进程要等其伙伴发来通知，或建立了某个条件后才能继续执行，否则只能等待。进程之间这种制约性的合作运行机制叫做进程间的同步。系统中进程的同步是依靠进程与进程之间互相发送消息来保证的。进程间的同步依赖于进程间的通信。在操作系统中，是使用信号量、邮箱（消息邮箱）和消息队列这些被称做事件的中间环节来实现进程之间的通信的。图是两个进程通过事件进行通信的示意图。进程1是发信方，进程2是收信 方。作为发信方，进程1的责任是把信息

计算机操作系统进程（线程）的同步与通信,http://www.592dz.com

　　系统以并发方式运行的各个进程，不可避免地要共同使用一些共享资源以及相互之间的通信。因此，对于一个完善的多进程操作系统来说，系统必须具有完各的同步和通信机制。

　　为了实现各进程之间的合作和无冲突的运行，在各进程之间必须建立一些制约关系，其中 一种制约关系叫做直接制约关系，另一种制约关系则叫做间接制约关系。

　　直接制约关系源于进程之间的合作。例如，有进程A和进程B两个进程，它们需要通过访问同一个数据缓冲区合作完成一项工作，进程A负责向缓冲区写入数据，进程B负责从缓 冲区读取该数据。显然，当进程A还未向缓冲区写入数据时（缓冲区为空时），进程B因不能从缓冲区得到有效数据而应处于等待状态；只有等进程A向缓冲区写入了数据后，才应通知 进程B去取数据。相反，当缓冲区的数据还未被进程B读取时（缓冲区为满时），进程A就不 能向缓冲区写入新的数据而应处于等待状态；只有等进程B自缓冲区读取数据后，才应通知 进程A去写入数据。显然，如果这两个进程不能如此协调工作，则势必造成严重的后果。

　　间接制约关系源于对资源的共享。例如，进程A和进程B共享一台打印机，如果系统已经把打印机分配给了进程A，则进程B因不能获得打印机的使用杈而应处于等待状态；只有当进程A把打印机释放后，系统才能唤醒进程B使其获得打印机的使用权。如果这两个进程不这样做，那么也会造成极大的混乱。

　　由上可知，在多进程合作工作的过程中，操作系统应解决两个问题：一是各进程间应该具有一种互斥关系，即对于某个共享资源，如果一个进程正在使用，则其他进程只能等待，等到该进程释放该资源后，等待的进程之L才能使用它；二是相关的进程在执行上要有先后的次序，一个进程要等其伙伴发来通知，或建立了某个条件后才能继续执行，否则只能等待。

　　进程之间这种制约性的合作运行机制叫做进程间的同步。系统中进程的同步是依靠进程与进程之间互相发送消息来保证的。

　　进程间的同步依赖于进程间的通信。在操作系统中，是使用信号量、邮箱（消息邮箱）和消息队列这些被称做事件的中间环节来实现进程之间的通信的。

　　图是两个进程通过事件进行通信的示意图。进程1是发信方，进程2是收信 方。作为发信方，进程1的责任是把信息发送到事件上，这项操作叫做发送事件；而作为收信 方，进程2的责任是通过读事件操作对事件进行查询，如果有信息则读取信息，如果没有则等 待。读事件操作叫做请求事件。

　　图 两个进程在使用事件进行通信的示意图

　　用于同步和通信的事件，不同的操作系统有所不同。不过，常用的事件有信号量、消息邮 箱、消息队列等。