另类P、V操作问题-详细图解
问题模型
有一个系统,定义如下P、V操作:
P(s):
s.count--;
if s< then
将本进程插入相应队列末尾等待; V(s):
s.count++;
if s<= then
从相应等待队列队尾唤醒一个进程,将其插入就绪队列;
思考并回答:
a. 这样定义P、V操作是否有问题?
b. 试用这样的P、V操作实现N个进程竞争使用某一共享变量的互斥机制。
c. 对于b的解法,有无效率更高的方法。如有,试问降低了多少复杂性?
分析
a. 当然有问题,假设s=2,现有进程p1、p2按顺序来请求共享资源A,p1和p2直接获取A,假设p1和p2都还未释放A的时候,p3、p4、p5按顺序也来请求A,这时s的等待队列L为:(尾)p5p4p3(头),然后p1释放A,执行V(s)操作从L队尾唤醒p5,L变为:(尾)p4p3(头)。这时A被p2和p5持有,且p2和p5都未释放A的时候,假设这时p1又来请求A,p1被挂起,L变为:(尾)p1p4p3(头)。然后p2释放A执行V(s)操作从L队尾唤醒p1,你会发现p1又竞争到了A,而p3和p4还一次都未竞争到,这会导致越靠近L队首的p3和p4越容易饿死,出现饥饿现象。问题的根源就在于这样定义的P、V操作,由于在信号量的等待队列上是先进后出导致的,这属于栈P、V。
b. 解决方案
这里以N个进程为例进行一般化分析,定义信号量数组S[N-1],共有N-1个信号量,下标从0~N-2,其中S[i] = N-i-1,表示第i+1个信号量S[i]的初值为N-i-1,初值为何取这个看后面分析,下为伪码。
Semaphore S[N-]; // S[i] = N-i-1
void func()
{
for(int i= ; i<n- ; i++)
P(S[i]);
// 临界区 Critical Section
for(int i=n- ; i>= ; i--)
V(S[i]);
}
一定要注意P(S[i])操作中的i是从0~N-2,而V(S[i])的i是反过来的从N-2~0,这个很重要,这个就是多级队列的精髓,顺序不能换。
下面的分析,假设t1时刻p1进入临界区还没出来之前,t2~tN时刻p2~pN按顺序来请求进入临界区,那么p2~pN都执行for循环,分别被挂起在信号量N-2~0的等待队列上,并且每个信号量的等待队列上有且只有一个进程被挂起。在tN+1时刻p1出临界区,由于V(S[i])是从N-2~0,因此等待在LN-2上的P2最先被唤醒,然后L2进入临界区。之后按顺序p3~pN依次被唤醒并依次挂入就绪队列等待被调度,而处理器从就绪队列进行调度是FIFO,与请求临界区的顺序一致,饥饿现象得以解决。
该方法的资源复杂度为O(N-1),需要N-1个信号量。
c. 优化方法
除了前面的办法,已经可以确定存在更优方案能把资源复杂度降为O(logN)。
另类P、V操作问题-详细图解的更多相关文章
- CentOS 6.4 服务器版安装教程(超级详细图解)
附:CentOS 6.4下载地址 32位:http://mirror.centos.org/centos/6.4/isos/i386/CentOS-6.4-i386-bin-DVD1to2.torre ...
- win8.1系统的安装方法详细图解教程
win8.1系统的安装方法详细图解教程 关于win8.1系统的安装其实很简单 但是有的童鞋还不回 所以今天就抽空做了个详细的图解教程, 安装win8.1系统最好用U盘安装,这样最方便简单 而且系统安装 ...
- TCP三次握手及四次挥手详细图解
TCP三次握手及四次挥手详细图解 Andrew Huangbluedrum@163.com 相对于SOCKET开发者,TCP创建过程和链接折除过程是由TCP/IP协议栈自动创建的.因此开发者并不 ...
- CentOS 6.4安装(超级详细图解教程)
链接地址:http://www.osyunwei.com/archives/5855.html CentOS 6.4安装(超级详细图解教程) 附:CentOS 6.4下载地址 32位:http://m ...
- (转)tasklist命令参数应用详细图解
原文:https://blog.csdn.net/bcbobo21cn/article/details/51759521 一 操作实例不带参数: /svc参数: /SVC 显示每个进程中的服务信息,当 ...
- MySQL安装详细图解整理
MySQL安装详细图解 2018-08-19 08:32:33 一.MYSQL的安装 1.打开下载的mysql安装文件mysql-5.0.27-win64.zip,双击解压缩,运行“setup.ex ...
- 详细图解jQuery对象,以及如何扩展jQuery插件
详细图解jQuery对象,以及如何扩展jQuery插件 早几年学习前端,大家都非常热衷于研究jQuery源码.我还记得当初从jQuery源码中学到一星半点应用技巧的时候常会有一种发自内心的惊叹,“原来 ...
- JS详细图解全方位解读this
JS详细图解全方位解读this 对于this指向的理解中,有这样一种说法:谁调用它,this就指向谁.在我刚开始学习this的时候,我是非常相信这句话的.因为在一些情况下,这样理解也还算说得通.可是我 ...
- JS内存空间详细图解
JS内存空间详细图解 变量对象与堆内存 var a = 20; var b = 'abc'; var c = true; var d = { m: 20 } 因为JavaScript具有自动垃圾回收机 ...
随机推荐
- hello.java分析
如下图源码所示: 该段代码声明了一个entity实体类,该类有一个变量name,对该变量写了对应的get和set方法.类中还有一个空的构造方法hello(). @RequestScoped用于指定一个 ...
- js处理数字加后缀w
num > 9999 ? (Math.floor(num/1000)/10) + 'w' : num
- Visual Stdio2017 使用
1. 快捷键: https://www.cnblogs.com/happyzwt/p/7769129.html 2.
- svn的分支与合并
作者:fbysss msn:jameslastchina@hotmail.com blog:blog.csdn.net/fbysss 声明:本文由fbysss原创,转载请注明出处 关键字:svn分支 ...
- 将多张图片打包成zip包,一起上传
1.前端页面 <div class="mod-body" id="showRW" style="text-align: center;font- ...
- git 与 ftp 共同工作
因git主要用于版本管理,代码同步方面,因临时调试等原因,需要使用ftp上传文件. 但因为git的账户为ubuntu,ftp是虚拟账户overlord 导致文件权限不同,出现的问题主要有: 1.ftp ...
- C 逻辑运算, 移位运算 , 取整 , 取模(取余)
一. 按位运算 (快速操作数据的某个位) ^ 按位异或 ~ 按位取反 & 按位与 | 按位或 二. 逻辑运算 && 逻辑与 有一个值为 0 ,值为 0 || ...
- Vue 错误记录:Cannot read property 'beforeRouteEnter' of undefined
点击某路由链接,页面提示: Cannot read property 'beforeRouteEnter' of undefined 查看代码并无手写beforeRouterEnter设置, 把页面内 ...
- CAST()函数可以进行数据类型的转换。
CAST()函数可以进行数据类型的转换. CAST()函数的参数有两部分,源值和目标数据类型,中间用AS关键字分隔. 以下例子均通过本人测试. 一.转换列或值 语法:cast( 列名/值 as 数据类 ...
- 用anaconda安装tensorflow
conda create -n tensorflow python=2.7 conda activate tensorflow / source activate tensorflow anacond ...