作業系統 CH6
- CH6 : Process Synchronization
- process Communication 運作的兩種方式
- Race Condition Problem
- Race Condition 的求解的兩大策略
- Disable interrupt
- Critical section Design
- C.S. Design 基本認知
- 正確的 C.S. Design 該滿足的3個 Criteria
- mutual exclusion
- progress
- bounded waiting
- C.S. Design 方法
- SW solution
- 2 processes : peterson’s solution/ (Dekker’s solution)
- n processes : Bakery’s algorithm
- HW 指令支援
- test-and-set
- swap
- semaphore
- semaphore
- monitor
- SW solution
- 著名的同步問題的解決方法
- Producer - consumer problem
- Reader / Writer Problem
- The sleeping Barber
- The Dinner philosophers
- Message Passing 技術
- Direct vs. Indirect、send、receive 指令配合 Blocking
Process Communication 運作的兩種方式
- Shared Memory
- Message Passing
| 項目 | Shared Memory | Message Passing |
|---|---|---|
| 定義 | 透過共享變數溝通。 | 建立連結後傳輸 Message。 |
| 特色 | Programmer 負責，OS 提供共享區域。 | 適合連結管理與例外處理。 |
| 優點 | 快速，適合大量資訊，OS 無需額外支援。 | 簡單易用，僅需 send/receive 指令。 |
| 缺點 | 需互斥控制，防止競態條件。 | 需 kernel 介入，速度較慢。 |
Share Memory (共享記憶體)
定義： 透過對共享變數的存取，讓 Process 之間進行溝通。
特色： 由 Programmer 負責實作，OS 只需提供共享記憶體區域。
優點：
- OS 無需額外支援，僅需提供共享記憶體功能即可。
- 適合 大量資訊傳輸，溝通速度快，因為不需要 Kernel 介入。
缺點： 需要對共享變數進行 互斥控制，避免 Race Condition 的發生。
Message Passing (訊息傳遞)
定義： Process 通過以下步驟進行通訊：
- 建立 Communication Link（通訊連結）
- 傳輸訊息
- 釋放連結
特色： 適用於 Communication Link 管理 及某些例外處理。
優點： 程式編寫簡單， Programmer 無需撰寫額外控制程式，僅需使用 send 和 receive 指令。
缺點：
- 需 Kernel 介入，溝通速度較慢。
- 適用於 少量訊息 的傳輸。
6-2 Race Condition
定義 : 在 Shared Memory Communication 的環境中，若未對共享變數 (Shared Variable) 提供互斥存取(mutaul exclusive accrss)的控制，共享變數最終結果會因為 Process 之間的交錯執行順序不同而有所不同，這種的 Data inconsistency 稱為 Race Condition。
- image reference : site
- Example Code: Race Condition 實驗記錄
Race Condition 的求解的兩大策略
- Disable interrupt
- Critical section Design
(略)
C.S. Design 基本認知
正確的 C.S. Design 該滿足的3個 Criteria
Mutual Exclusion
Progress
Bounded Waiting
C.S. Design 方法
