《Unix/Linux系统编程》第十周学习笔记
《Unix/Linux系统编程》第十周学习笔记
块设备I/O和缓冲区管理
解释块设备I/O的原理和I/O缓冲的优点
I/O缓冲区:内核中的一系列NBUF缓冲区用作缓冲区缓存。每个缓冲区用一个结构体表示
typdef struct buf{
struct buf *next_free; //freelist pointer
struct buf *next_dev; //dev_list pointer
int dev,blk; //assigned disk block;
int opcode; //READ|WRITE
int dirty; //buffer data modified
int async; //ASYNC write flag
int valid; //buffer data valid
int busy; //buffer is in use
int wanted; //some process needs this buffer
struct, semaphore lock=l ; //buffer locking semaphore; value=L
struct semaphore iodone=0; //for process to wait for I/O completion;
char buf[BLKSIZE]; //block data area
} BUFFER;
BUFFER buf[NBUF], *freelist; // NBUF buffers and free buffer list
介绍Unix的缓冲区管理算法
I/O缓冲区:内核中的一系列NBUF 缓冲区用作缓冲区缓存。每个缓冲区用一个结构体表示。
typdef struct buf[
struct buf*next__free;// freelist pointer
struct buf *next__dev;// dev_list pointer int dev.,blk;
// assigmed disk block;int opcode;
// READ|wRITE int dirty;
// buffer data modified
int async;
// ASYNC write flag int valid;
//buffer data valid int buay;
// buffer is in use int wanted;
// some process needs this buffer struct semaphore lock=1; /
// buffer locking semaphore; value=1
struct semaphore iodone=0;// for process to wait for I/0 completion;// block data area char buf[BLKSIZE];)
} BUFFER;
BUFFER buf[NBUF],*freelist;// NBUF buffers and free buffer list
利用信号量设计新的缓冲区管理算法,以提高I/O缓冲区的缓存效率和性能
信号量的主要优点是:
(1)计数信号量可用来表示可用资源的数量,例如:空闲缓冲区的数量。
(2)当多个进程等待一个资源时,信号量上的V操作只会释放一个等待进程,该进程不必重试,因为它保证拥有资源。
使用信号量的缓冲区管理算法
1.保证数据一致性;
2.良好的缓存效果;
3.高效率:没有重试循环,没有不必要的进程“唤醒”
4.无死锁和饥饿。
介绍简单的PV算法及其特点
PV算法
BUFFER *getb1k(dev,blk):
while(1){
(1). P(free);
//get a free buffer first
if (bp in dev_1ist){
(2). if (bp not BUSY){
remove bp from freelist;P(bp);
// lock bp but does not wait
(3).return bp;
// bp in cache but BUSY V(free);
// give up the free buffer
(4).P(bp);
// wait in bp queue
return bp;v
// bp not in cache,try to create a bp=(dev,blk)
(5).bp = frist buffer taken out of freelist;P(bp);
// lock bp,no wait
(6).if(bp dirty){
awzite(bp);
// write bp out ASYNC,no wait
continue;
// continue from (1)
(7).reassign bp to(dev,blk);1/ mark bp data invalid,not dir return bp;-
// end of while(1);
brelse(BUFFER *bp),
{
(8).iF (bp queue has waiter)( V(bp); return; ]
(9).if(bp dirty && free queue has waiter){ awrite(bp);zeturn;}(10).enter bp into(tail of) freelist;V(bp);V(free);
}
实践内容
生产者消费者进程冲突问题
#include <stdio.h>
#include <pthread.h>
#include <stdlib.h>
#include <unistd.h>
#define N 100
#define true 1
#define producerNum 10
#define consumerNum 5
#define sleepTime 1000
typedef int semaphore;
typedef int item;
item buffer[N] = {0};
int in = 0;
int out = 0;
int proCount = 0;
semaphore mutex = 1, empty = N, full = 0, proCmutex = 1;
void * producer(void * a){
while(true){
while(proCmutex <= 0);
proCmutex--;
proCount++;
printf("produce a product: ID %d, buffer location:%d\n",proCount,in);
proCmutex++;
while(empty <= 0){
printf("buffer is full\n");
}
empty--;
while(mutex <= 0);
mutex--;
buffer[in] = proCount;
in = (in + 1) % N;
mutex++;
full++;
sleep(sleepTime);
}
}
void * consumer(void *b){
while(true){
while(full <= 0){
printf("buffer is empty\n");
}
full--;
while(mutex <= 0);
mutex--;
int nextc = buffer[out];
buffer[out] = 0;//消费完将缓冲区设置为0
out = (out + 1) % N;
mutex++;
empty++;
printf("produce a product: ID %d, buffer location:%d\n", nextc,out);
sleep(sleepTime);
}
}
int main()
{
pthread_t threadPool[producerNum+consumerNum];
int i;
for(i = 0; i < producerNum; i++){
pthread_t temp;
if(pthread_create(&temp, NULL, producer, NULL) == -1){
printf("ERROR, fail to create producer%d\n", i);
exit(1);
}
threadPool[i] = temp;
}//创建生产者进程放入线程池
for(i = 0; i < consumerNum; i++){
pthread_t temp;
if(pthread_create(&temp, NULL, consumer, NULL) == -1){
printf("ERROR, fail to create consumer%d\n", i);
exit(1);
}
threadPool[i+producerNum] = temp;
}//创建消费者进程放入线程池
void * result;
for(i = 0; i < producerNum+consumerNum; i++){
if(pthread_join(threadPool[i], &result) == -1){
printf("fail to recollect\n");
exit(1);
}
}//运行线程池
return 0;
}

《Unix/Linux系统编程》第十周学习笔记的更多相关文章
- 《Linux内核分析》第一周学习笔记
<Linux内核分析>第一周学习笔记 计算机是如何工作的 郭垚 原创作品转载请注明出处 <Linux内核分析>MOOC课程http://mooc.study.163.com/c ...
- 《Linux内核分析》第二周学习笔记
<Linux内核分析>第二周学习笔记 操作系统是如何工作的 郭垚 原创作品转载请注明出处 <Linux内核分析>MOOC课程http://mooc.study.163.com/ ...
- linux内核分析第五周学习笔记
linux内核分析第五周学习笔记 标签(空格分隔): 20135328陈都 陈都 原创作品转载请注明出处 <Linux内核分析>MOOC课程http://mooc.study.163.co ...
- Linux内核分析第三周学习笔记
linux内核分析第三周学习笔记 标签(空格分隔): 20135328陈都 陈都 原创作品转载请注明出处 <Linux内核分析>MOOC课程http://mooc.study.163.co ...
- Linux内核分析第六周学习笔记——分析Linux内核创建一个新进程的过程
Linux内核分析第六周学习笔记--分析Linux内核创建一个新进程的过程 zl + <Linux内核分析>MOOC课程http://mooc.study.163.com/course/U ...
- Linux 内核分析第八周学习笔记
Linux 内核分析第八周学习笔记 zl + 原创作品转载请注明出处 + <Linux内核分析>MOOC课程http://mooc.study.163.com/course/USTC-10 ...
- Linux内核分析第七周学习笔记——Linux内核如何装载和启动一个可执行程序
Linux内核分析第七周学习笔记--Linux内核如何装载和启动一个可执行程序 zl + 原创作品转载请注明出处 + <Linux内核分析>MOOC课程http://mooc.study. ...
- linux内核分析第六周学习笔记
LINUX内核分析第六周学习总结 标签(空格分隔): 20135328陈都 陈都 原创作品转载请注明出处 <Linux内核分析>MOOC课程 http://mooc.study.163.c ...
- 20135320赵瀚青LINUX内核分析第三周学习笔记
赵瀚青原创作品转载请注明出处<Linux内核分析>MOOC课程http://mooc.study.163.com/course/USTC-1000029000 概述 本周是学习的主要是构造 ...
- Linux内核分析——第八周学习笔记20135308
第八周 进程的切换和系统的一般执行过程 一.进程切换的关键代码switch_to分析 1.进程调度与进程调度的时机分析 (1)进程分类 第一种分类 I/O-bound:等待I/O CPU-bound: ...
随机推荐
- Ubuntu PostgreSQL数据库忘记密码
1. find / -name pg_hba.conf2. sudo vi /etc/postgresql/13/main/pg_hba.conf 3. 拉到最下面,把postgres所在行的md5改 ...
- background-repeat属性(背景平铺)
background-repeat属性(背景平铺) 默认情况下,如果一幅背景图像不足以占满整个容器时,就会在水平方向和垂直方向重复,以填满整个容器.然而,有时候却希望背景图像只出现一次,或只在某个方向 ...
- docker容器启动报错Unable to access jarfile
1.错误表现 Errot: Unable to access jarfile /opt/run-java/deployments/chiano.jar 2.原因:容器的基础镜像对jar的权限有要求 3 ...
- 大规模人脸分类—allgather操作(2)
腾讯开源人脸识别训练代码TFace 中关于all_gather层的实现如下.接下来解释为什么backward要进行reduce相加操作. https://github.com/Tencent/TFac ...
- 记一次SpringBoot整合Redis的Bug
SpringBoot整合Redis遇见的坑 <!--Redis配置开始--> <dependency> <groupId>org.springframework.b ...
- Linux下查看服务器PCIE Slot槽位信息
在linux系统下,可以使用"dmidecode –t 9"或者"dmidecode –t slot"命令查看PCIE Slot的信息,如下图所示RH2288H ...
- noi 1.1 2 输出第二个整数
描述 输入三个整数,把第二个输入的整数输出. 输入 只有一行,共三个整数,整数之间由一个空格分隔.整数是32位有符号整数. 输出 只有一行,一个整数,即输入的第二个整数. 样例输入 123 456 7 ...
- Git配置新学
Git中的AutoCRLF与SafeCRLF换行符问题 https://zhuanlan.zhihu.com/p/380574688 https://xiaozhuanlan.com/topic/40 ...
- Dapper存储过程分页
create database Month6use Month6 --用户表create table UserInfo( UId int primary key identity, UName var ...
- vscode的下载,安装以及中文配置
VScode是开发Go应用的基础编辑器,是Microsoft(微软的产品),可以运行在Windows.Linux.Mac Os X上使用,默认提供Go语言语法高亮,安装Go语言插件后,就可以智能提示, ...