假设有一个进程拥有两个线程(编号为0和1)需要去访问同一个共享资源,为了避免竞争状态的问题,必须实现一种互斥机制,使得在任何时候只能有一个线程在访问这个资源。假设有如下的一段代码:int flag[2]; /*flag数组,初始化为FALSE*/Enter_Critica1_Section(int my_thread_id),int other_thread_id){ while (flag [other_thread_id]==TRUE);/*空循环语句*/ flag[my_thread_id]=TRUE;}Exit_Critica1_Section(int my_thread_id),int other_thread_id){ flag[my_thread_id]=FALSE;} 当一个线程想要访问临界资源时,就调用上述的这两个函数。比如,线程0的代码可能是这样的:Enter_Critica1_Section(0,1);……使用这个资源……Exit_Critica1_Section(0,1);……做其他的事情…… 试问:
问答题 该共享资源可以是?
【正确答案】正确答案:进程代码、进程所拥有的已打开文件
【答案解析】
问答题 以上的这种机制能够实现资源互斥访问吗?为什么?
【正确答案】正确答案:这种机制不能实现资源的互斥访问。 考虑如下的情形: 1)初始化的时候,flag数组的两个元素值均为FALSE。 2)线程0先执行,在执行while循环语句的时候,由于flag[1]=FALSE,所以顺利结束,不会被卡住。假设这个时候来了一个时钟中断,则打断它的运行。 3)线程1去执行,在执行while循环语句的时候,由于flag[0]=FALSE,所以顺利结束,不会被卡住,然后就进入了临界区。 4)后来当线程0再执行的时候,也进入了临界区,这样就同时有两个线程在临界区。 不能成功的根本原因是无法保证Enter_Critical_Section()函数执行的原子性,从上面的软件实现方法中可以看出,对于两个进程间的互斥,最主要的问题就是标志的检查和修改不能作为一个整体来执行,因此容易导致无法保证互斥访问。
【答案解析】
问答题 如果把Enter Critical Section()函数中的两条语句互换一下位置,结果会如何?
【正确答案】正确答案:可能会出现死锁。 考虑如下的情形: 1)初始化的时候,flag数组的两个元素值均为FALSE。 2)线程0先执行,flag[0]=TRUE,假设这个时候来了一个时钟中断,则打断它的运行。 3)线程1去执行,flag[1]=TRUE,在执行while循环语句的时候,由于flag[0]=TRUE,所以在这个地方被卡住了,直到时间片用完。 4)线程0再执行的时候,由于flag[1]=TRUE,它也在while循环语句的地方被卡住了,这样,这两个线程都无法执行下去,从而死锁。 本题出现死锁的原因是两个线程都可以直接进入Enter Critical Section()函数,并立即对flag[]进行修改,使flag[0]和flag[1]的值都为TRUE;又因为无法保讦Enter_Critica1_Section()函数执行的原子性,导致了两个进程在停止while()语句的条件判断上,发生死锁。
【答案解析】