19-管程的概念及定义
概念定义
为什么要引入管程
信号量机制的存在的问题:编写程序困难,容易出错
能不能设置一种机制,让程序员写程序时不需要再关注复杂的PV操作,让写代码更轻松?
1973年,Brinch Hansen首次再程序设计语言Pascal中引入了管程成分–一种高级[[002-3-1-1 同步 |同步]]机制
管程的定义与基本特征
管程是一个特殊的软件模块,有这些部分组成
1. 局部于管程的共享数据说明
2. 对该数据结构进行操作的一组过程(函数)
3. 对局部于管程的共享数据设置初始值的语句
4. 管程有一个名字
基本特征
管程的基本特征
1. 局部于管程的数据只能被局部于管程的过程所访问
2. 一个进程只有通过调用管程内的过程才能进入管程访问共享数据
3. 每次仅允许一个进程再管程内执行某个内部过程
示例
生产者-消费者
monitor ProducerConsumer
condition full,empty;//条件变量实现进餐同步;
int count=0;//缓冲区中的产品数
void insert(Item item){//把item放入缓冲区
if(count==N)
wait(full);
count++;
insert_item(item);
if(count==1);
signal(empty);
}
Item remove(){
//从缓冲区中取出一个产品
if(count==0)
wait(empty);
count--;
if(count==N-1)
signal(full);
}
end monitor;
============================================
生产者进程
producer(){
while(1){
item="生产一个产品";
ProdecerConsumer.insert(item);
}
}
============================================消费者进餐
consumer(){
while(1){
item=ProdecerConsumer.remove();
消费者item;
}
}
由编译器负责实现各进餐互斥的进入管程中的过程
引入管程的目的无非就是更方便的实现进程互斥和同步
- 需要再管程中定义共享数据(如生产者消费者问题的缓冲区)
- 需要再管程中定义用于这些共享数据的”入口“,其实就是一些函数
- 只有通过这些特定的入口,才能访问共享数据
- 管程中有很多入口,但是每次只能开放其中一个入口,并且只能让一个进程或线程进入,这种互斥特性是由编译器负责实现的。
- 可以再管程中设置 条件变量及等待/唤醒操作解决同步问题。