学习进程互斥和进程同步有这一篇文就够了！
一些概念:
1.临界资源(critical resource)：系统中某些资源一次只允许一个进程使用，称这样的资源为临界资源（或互斥资源）。
2.临界区(互斥区)(critical section(region))：各个进程中对某个临界资源（互斥资源）实施操作的程序片段。
3.进程互斥（mutual exclusive）：由于各进程要求使用共享资源（变量、文件等），而这些资源需要排他性使用，因此各进程之间竞争使用这些资源，这一关系称为进程互斥。
4.进程同步（synchronization）：指系统中多个进程中发生的事件存在某种时序关系，需要相互合作，共同完成一项任务。具体地说，一个进程运行到某一点时，要求另一伙伴进程为它提供消息，在未获得消息之前，该进程进入阻塞态，获得消息后被唤醒进入就绪态。
软、硬件方法解决进程互斥问题:
1.软件解法：
（1）.Dekker算法：
（2）.Peterson算法：
（虽然自选锁在一定程度上会白白浪费CPU时间片，但是在多CPU的环境中，对持有锁较短的程序来说，使用自旋锁代替一般的互斥锁往往能够提高程序的性能。
2.硬件解法：
有中断屏蔽方法、“测试并加锁”指令、“交换指令”等方法。
同步机制其一：信号量及P、V操作:
（1）.信号量：一个整数值，用于进程间传递信息。
对信号量可以施加的操作只有三种：初始化、P和V。
（2）.P、V操作：均为原语操作
最初提出的是二元信号量（解决互斥），之后推广到一般信号量（多值）或计数信号量（解决同步）。
用信号量解决问题:
1.生产者——消费者问题：
2.读者——写者问题：
问题概述：多个进程共享一个数据区，这些进程分为两组：读者进程——只读数据区中的数据，写者进程——只往数据区写数据。允许多个读者同时执行读操作；不允许多个写者同时操作；不允许读者、写者同时操作。
第一类——读者优先：
读者执行：当无其他读、写者时；
当有其他读者在读时；
写者执行：当无其他读、写者时；
另外两类——写者优先、公平竞争：
多进程对共享资源互斥访问及进程同步的经典问题
设有一文件F，多个并发读进程和写进程都要访问，要求：
读写互斥
写写互斥
允许多个读进程同时访问
采用记录型信号量机制解决
较常见的写法：
读进程只要看到有其他读进程正在访问文件，就可以继续作读访问；写进程必须等待所有读进程都不访问时才能写文件，即使写进程可能比一些读进程更早提出申请。所以以上解法实际是 读者优先 的解法。如果在读访问非常频繁的场合，有可能造成写进程一直无法访问文件的局面....
为了解决以上问题，需要提高写进程的优先级。这里另增加一个排队信号量：queue。读写进程访问文件前都要在此信号量上排队，通过区别对待读写进程便可达到提高写进程优先级的目的。另外再增加一个 writecount 以记录提出写访问申请和正在写的进程总数：
每个读进程最开始都要申请一下 queue 信号量，之后在真正做读操作前即让出(使得写进程可以随时申请到 queue)。而只有第一个写进程需要申请 queue，之后就一直占着不放了，直到所有写进程都完成后才让出。等于只要有写进程提出申请就禁止读进程排队，变相提高了写进程的优先级。
通过类似思想即可实现读写进程的公平竞争：
读进程没变，写进程变成在每次写操作前都要等待 queue 信号量。
课本上一般只会写第一种解法吧。看了后两种方法即可发现，在第一个解法中，fmutex 信号量实际是双重身份，首先实现对文件的互斥访问，其次起到了和后面排队信号量 queue 相同的作用，只不过在那种排序下只能是读者优先。如果直接看过后两种解法，应该会有更清楚的理解吧。
同步机制其二：管程机制:
1.管程：由关于共享资源的数据结构及在其上操作的一组过程组成（进程只能通过调用管程中的过程来间接地访问管程中的数据结构），是一种高级同步机制。
2.管程两个重要特性：
管程是互斥进入的：为了保证管程中数据结构的数据完整性，管程的互斥性是由编译器负责保证的。
管程中设置条件变量及等待/唤醒操作（wait/signal）：可以让一个进程或线程在条件变量上等待（此时，应先释放管程的使用权），也可以通过发送信号将等待在条件变量上的进程或线程唤醒
3.分类：
P进入管程，执行等待操作并释放管程互斥权，此时Q进入管程，唤醒P进程，管程中就有了两个活动进程，根据对这种情况的处理，分为：
Hoare管程：Q（唤醒者）等待，P（被唤醒者）执行；
MESA管程：P等待Q继续执行；
Hansen管程：规定唤醒操作为管程中最后一个可执行操作。
4.Hoare管程简介：
因为管程是互斥进入的，所以当一个进程试图进入一个已被占用的管程时，应当在管程的入口处等待，为此，管程的入口处设置一个进程等待队列，称作入口等待队列。
如果进程P唤醒进程Q，则P等待Q执行；如果进程Q执行中又唤醒进程R，则Q等待R执行；……，如此，在管程内部可能会出现多个等待进程，在管程内需要设置一个进程等待队列，称为紧急等待队列，紧急等待队列的优先级高于入口等待队列的优先级。
条件变量——在管程内部说明和使用的一种特殊类型的变量（定义一个条件变量c，var c:condition;）。
对于条件变量，可以执行wait和signal操作：
wait(c)： 如果紧急等待队列非空，则唤醒第一个等待者；否则释放管程的互斥权，执行此操作的进程进入c链末尾。
signal(c)： 如果c链为空，则相当于空操作，执行此操作的进程继续执行；否则唤醒第一个等待者，执行此操作的进程进入紧急等待队列的末尾。
