Paterson 解决方案

2025年3月17日 | 阅读 3 分钟

这是一种在用户模式下实现的软件机制。它是一种忙等待解决方案,只能用于两个进程。它使用两个变量:turn 变量和 interested 变量。

解决方案的代码如下所示

到目前为止,我们的每个解决方案都受到一个或另一个问题的困扰。然而,Peterson 解决方案为您提供了所有必要的必要条件,如互斥、进展、有界等待和可移植性。

Peterson 解决方案分析

这是一个两进程解决方案。让我们考虑两个协作进程 P1 和 P2。入口段和出口段如下所示。最初,interested 变量和 turn 变量的值为 0。

最初,进程 P1 到达并希望进入临界区。它将自己的 interested 变量设置为 True(第 3 行)并将 turn 设置为 1(第 4 行)。由于 P1 完全满足第 5 行给出的条件,因此它将进入临界区。

同时,进程 P1 被抢占,进程 P2 被调度。P2 也想进入临界区,并执行入口段的指令 1、2、3 和 4。在指令 5 上,它被卡住了,因为它不满足条件(其他 interested 变量的值仍然为 true)。因此,它陷入了忙等待。

P1 再次被调度,并通过执行指令 6(将 interested 变量设置为 false)完成临界区。现在如果 P2 检查,它将满足条件,因为其他进程的 interested 变量已变为 false。P2 也将进入临界区。

任何一个进程都可以进入临界区任意次数。因此,该过程按循环顺序发生。

互斥

该方法肯定会提供互斥。在入口段,while 条件涉及两个变量的条件,因此进程无法在另一个进程感兴趣并且进程是最后一个更新 turn 变量的条件之前进入临界区。

进度

一个不感兴趣的进程永远不会阻止另一个感兴趣的进程进入临界区。如果另一个进程也感兴趣,那么进程将会等待。

有界等待

interested 变量机制之所以失败,是因为它没有提供有界等待。然而,在 Peterson 解决方案中,死锁永远不会发生,因为首先设置 turn 变量的进程肯定会进入临界区。因此,如果一个进程在执行入口段的第 4 行后被抢占,它将在下一次机会时肯定进入临界区。

可移植性

这是完整的软件解决方案,因此可以在所有硬件上移植。


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