并发程序设计的研究内容
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发布时间：2022-04-22 06:48
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时间：2022-06-16 20:28
并发程序设计的主要研究内容有：同步机制、死锁的预防和检测，以及并发程序设计语言。 在并发程序设计中，将加工后的数据送入缓冲区和从缓冲区取出数据打印输出必须依次进行。在数据送入缓冲区前不能打印输出，在缓冲区内的数据没有打印输出完毕时不能输入；否则，一批数据可能被重复打印或者一批数据还没有打印输出就被新送入的数据冲掉。因此，对“送入缓冲区”和“从缓冲区取出数据”两个操作必须加以约制，以保证它们依次执行，否则就会发生错误。
产生这个问题的原因是两个进程都要访问缓冲区，也就是说它们有一个公共变量。在并发程序设计中，各进程对公共变量的访问必须加以约制，这种约制称为同步。进程的同步是通过同步机制实现的。现已有多种同步机制，具有代表性的是PV操作和管程。
PV操作是最早提出的同步操作。PV操作的名称来源于荷兰字prolagen(企图降低)和verhogen（升起）。PV操作是作用于信号量上的原语。所谓原语是指其执行是不会被打断的，即一个进程在执行PV操作时，不会强行地被打断而让处理器去执行另一个进程。PV操作的定义是：执行P操作P(S)时，信号量S之值减1,若结果不为负数，见P(S)执行完毕；否则,执行P操作的进程暂时停止。等待释放。执行V操作V(S)时,信号量S之值加1，若结果不大于 0，则释放一个等待释放的进程。有了PV操作后，上例中的问题就即可解决。
1973年，C.A.R.霍尔提出的管程是另一种重要的同步机制。管程是指一组公共数据同与其有关的操作的集合。只有引用管程中的操作才能访问管程中的数据。一个进程引用管程中的操作时，只有在管程中的各操作均不处于活动状态时才被响应。当管程中的一个操作被引用后，它就成为活动状态。当管程中一个操作已执行完毕或在执行中处于等待状态时，它就不是活动状态。管程将公共数据同与其有关的操作集中在一起，使得并发程序设计易于理解，程序正确性也容易保证。因此，管程有助于同步机制从PV操作向前发展。它是并发程序设计趋于成熟的标志之一。 要有效地采用并发程序设计，必须提供并发程序设计语言。并发程序设计语言的主要特征，是引入了进程概念。因此，用它编写的程序包含若干可同时执行的进程。此外，并发程序设计语言还提供实现进程同步和通信的手段。
