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知识路径： > 计算机系统知识 > 操作系统知识 > 基本概念 > 进程和线程 >
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考试要求：熟悉
相关知识点：5个
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（1）进程间的同步。一个进程相对于另一个进程的运行速度是不确定的，也就是说，进程是在异步环境下运行的。每个进程都以各自独立的、不可预知的速度向前推进。但相互合作的进程需要在某些确定点上协调它们的工作，当一个进程到达了这些点后，除非另一进程已经完成了某些操作；否则就不得不停下来等待这些操作结束。
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（2）进程间的互斥。在多道程序系统中，各进程可以共享各类资源，但有些资源一次只能供一个进程使用，称为临界资源（Critical Resource， CR），如打印机、公共变量和表格等。同步是进程间的直接制约问题，互斥是进程间的间接制约问题。
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信号量是一种解决进程同步与互斥的工具。主要有整型信号量、记录型信号量、信号量集机制。最常用的信号量是整型变量。
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信号量可分为两类：一类是公用信号量，用于实现进程间的互斥，初值等于1或资源的数目；另一类是私用信号量，用于实现进程间的同步，初值等于0或某个正整数。信号量S的物理意义是：当S≥0时，表示某资源的可用数；当S<0时，其绝对值表示阻塞队列中等待该资源的进程数。
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PV操作是实现进程同步与互斥的常用方法。PV操作是低级通信原语，在执行期间不可分割。其中，P操作表示申请一个资源，V操作表示释放一个资源。
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P操作定义：S:=S-1，若S≥0，则执行P操作的进程继续执行；否则，若S<0，则置该进程为阻塞状态（因为无可用资源），并将其插入阻塞队列。
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V操作定义：S:=S+1，若S>0，则执行V操作的进程继续执行；否则，若S≤0，则从阻塞状态唤醒一个进程，并将其插入就绪队列，执行V操作的进程继续执行。
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利用PV操作实现进程互斥的方法为：令信号量mutex的初值为1，当进程进入临界区时执行P操作，退出临界区时执行V操作。
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利用PV操作实现进程同步的方法为：用一个信号量与消息联系起来。当信号量的值为"0"时表示希望的消息未产生，当信号量的值为非"0"时表示希望的消息已经存在。假定用信号量S表示某条消息，进程可以通过调用P操作测试消息是否到达，调用V操作通知消息已准备好。最典型的就是单缓冲区的生产者和消费者的同步问题。
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