同步機制應(yīng)遵循哪些基本準則?為什么？在多道程序設(shè)計環(huán)境中，當程序同時執(zhí)行時，由于資源共享和進程協(xié)作，同一系統(tǒng)中進程之間可能存在以下兩種形式的約束：（1）間接相互約束。同一系統(tǒng)中的進程通常共享某些資源。

同步機制應(yīng)遵循哪些基本準則?為什么？

在多道程序設(shè)計環(huán)境中，當程序同時執(zhí)行時，由于資源共享和進程協(xié)作，同一系統(tǒng)中進程之間可能存在以下兩種形式的約束：（1）間接相互約束。同一系統(tǒng)中的進程通常共享某些資源。（2） 兩者之間存在著直接的相互制約關(guān)系，這種制約關(guān)系主要來源于過程之間的合作。因此，在使用系統(tǒng)中的關(guān)鍵資源時，各進程應(yīng)該相互排斥，以共享資源。為了實現(xiàn)進程互斥進入自己的關(guān)鍵區(qū)域，我們可以采用軟件的方法，但更多的時候是在系統(tǒng)中設(shè)置一種特殊的同步機制來協(xié)調(diào)每個進程的運行。所有的同步機制都應(yīng)該遵循以下四個原則：（1）空閑接納：因為當沒有進程在關(guān)鍵區(qū)域時，表示關(guān)鍵資源處于空閑狀態(tài)。一個請求進入關(guān)鍵區(qū)域的進程應(yīng)該被允許立即進入它自己的關(guān)鍵區(qū)域，以便有效地利用關(guān)鍵資源。（2） 因此，當試圖訪問關(guān)鍵資源時，必須保證已經(jīng)在等待訪問關(guān)鍵資源的進程。（3） 有限等待：因為請求訪問關(guān)鍵資源的進程應(yīng)該能夠在有限的時間內(nèi)進入自己的關(guān)鍵區(qū)域，以免陷入“死等待”狀態(tài)。（4） 給予等待的權(quán)利：因為當進程不能進入自己的關(guān)鍵區(qū)域時，它應(yīng)該立即釋放處理器，以避免進程進入“忙”狀態(tài)

一個信號量只能被設(shè)置為初始值一次，然后只能由P或v操作，可以看出，信號量機制必須有公共內(nèi)存，不能在分布式操作系統(tǒng)中使用，這是其最大的弱點。信號量機制功能強大，但信號量的操作比較分散，控制、讀、寫和維護都比較困難。增加了程序員的編碼負擔；核心操作P-V分散在每個用戶程序的代碼中，不易控制和管理；一旦出錯，后果嚴重，不易發(fā)現(xiàn)和糾正。（b） 自旋鎖：自旋鎖是一種保護共享資源的鎖機制。如果調(diào)用者請求的資源被占用，也就是說，自旋鎖已經(jīng)被另一個執(zhí)行單元持有，調(diào)用者將在那里循環(huán)以查看自旋鎖是否已經(jīng)被持有和釋放。自旋鎖（Spin lock）是一種相對低級的保護數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和代碼片段的原始方法，它可能會導(dǎo)致以下兩個問題：1。僵局；2。CPU資源占用過多。傳統(tǒng)的自旋鎖會因無序競爭（c）管理而導(dǎo)致“公平”問題：信號量機制強大，但信號量操作分散，難以控制、讀寫和維護。因此，后來提出了一個集中式的同步過程tube進程。其基本思想是將共享變量及其操作集中在一個模塊中，操作系統(tǒng)或并發(fā)程序由這些模塊組成。這樣，模塊之間的連接清晰，易于維護和修改，易于保證正確性。（d） 交會：過程直接相互作用。（E） 分布式系統(tǒng)：由于分布式操作系統(tǒng)中沒有公共內(nèi)存，所以所有參數(shù)都是值參數(shù)，不能是指針。（f） 原語是一個不間斷的過程。

請列舉幾種進程的同步機制，并比較其優(yōu)缺點？

同步機制的基本規(guī)則如下：（1）當空閑接納進程處于關(guān)鍵區(qū)域時，相應(yīng)的關(guān)鍵資源處于空閑狀態(tài)，因此可以允許請求進入關(guān)鍵區(qū)域的進程立即進入自己的關(guān)鍵區(qū)域，以有效利用關(guān)鍵資源資源。（2） 當一個進程進入它自己的關(guān)鍵區(qū)域時，意味著相應(yīng)的關(guān)鍵資源正在被訪問。因此，所有其他試圖進入關(guān)鍵區(qū)域的進程都必須等待，以確保這些進程訪問關(guān)鍵資源是互斥的。（3） 有限等待一個請求訪問關(guān)鍵資源的進程，應(yīng)該確保該進程能夠在有限的時間內(nèi)進入自己的關(guān)鍵區(qū)域，以免陷入“死等待”狀態(tài)。（4） 當進程不能進入自己的關(guān)鍵區(qū)域時，應(yīng)立即釋放處理器，避免進程陷入“忙等待”狀態(tài)。

同步機構(gòu)應(yīng)遵循哪些基本準則?為什么？

1）就緒狀態(tài)：進程已獲得除處理器以外的所需資源，正在等待分配處理器資源。只要分配了處理器資源，就可以執(zhí)行進程。就緒進程可以根據(jù)多個優(yōu)先級排隊。例如，當一個進程由于時間片用完而進入就緒狀態(tài)時，它將排隊進入低優(yōu)先級隊列；當該進程由于I/O操作而就緒時2）運行狀態(tài)：該進程占用處理器資源；處于該狀態(tài)的進程數(shù)小于或等于處理器數(shù)。當沒有其他進程可以執(zhí)行時（例如所有進程都被阻塞），系統(tǒng)的空閑進程通常是自動執(zhí)行的。3） 阻塞狀態(tài)：由于進程在事件發(fā)生之前正在等待某些條件（如I/O操作），因此即使將處理器分配給進程，它也無法運行。