目录
进程同步与互斥
进程互斥的实现
进程互斥的软件实现方法
单标志法
双标志先检查
双标志后检查
Peterson算法
进程互斥的硬件实现方法
中断屏蔽方法
TestAndSet
Swap指令
互斥锁
信号量机制
用信号量机制实现进程互斥
用信号量机制实现进程同步
用信号量机制实现进程前驱关系
经典的进程同步问题
生产者消费者问题
多生产者多消费者问题
吸烟者问题
读者写者问题
哲学家进餐问题
管程
死锁
死锁的预防
死锁的避免
死锁的检测和解除
进程同步与互斥
并发性带来了异步性，有时需要通过进程同步解决这种异步。有的进程之间需要相配合地完成工作，各进程的工作推进需要遵循一定的先后顺序。
对临界资源的访问，需要互斥的进行。即同一时间段内只能允许一个进程访问该资源。
进入区和退出区是负责实现互斥的代码段。临界区是进程中访问临界资源的代码段，也可称为临界段。
进程互斥的实现
进程互斥的软件实现方法
单标志法
双标志先检查
双标志后检查
Peterson算法
进程互斥的硬件实现方法
中断屏蔽方法
TestAndSet
Swap指令
互斥锁
信号量机制
在进程同步中，让权等待是指当进程在等待进入临界区时，应主动释放处理机（CPU），将自身阻塞并加入等待队列，让其他就绪进程有机会运行。这样可以避免CPU空转，提高系统效率。
四种软件实现方式和三种硬件实现方式均存在以下问题：
软件实现方式：在进入临界区前，进程通常会在一个循环中反复检查条件（如标志位或锁状态），这个过程称为忙等待（Busy Waiting）。在此期间，进程持续占用CPU执行检查指令，不会主动让出CPU，因此无法实现让权等待。
硬件实现方式：
中断屏蔽：通过关闭中断来保证互斥，但在此期间系统无法进行进程调度，当前进程独占CPU，若它不进入临界区也不释放CPU，则其他进程无法运行。
TS/TSL指令和Swap/XCHG指令：常用于实现自旋锁（Spinlock），进程会在循环中反复执行这些指令尝试获取锁，同样属于忙等待，不会主动释放CPU。
这些方法的共同缺陷是：进程在等待时持续占用CPU资源，而不是阻塞自己并让出CPU，因此都无法满足让权等待的要求。这会导致CPU利用率降低，尤其在多道程序系统中可能严重影响系统性能。为了克服这一问题，后来引入了信号量（Semaphore）等机制，这些机制可以在进程等待时将其阻塞并切换至其他进程，从而实现真正的让权等待。
信号量机制
用信号量机制实现进程互斥
用信号量机制实现进程同步
用信号量机制实现进程前驱关系
经典的进程同步问题
生产者消费者问题
多生产者多消费者问题
吸烟者问题
读者写者问题
哲学家进餐问题
如何防止死锁的发生呢？
①可以对哲学家进程施加一些限制条件：比如最多允许四个哲学家同时进餐。这样可以保证至少有一个哲学家是可以拿到左右两只筷子的
②要求奇数号哲学家先拿左边的筷子，然后再拿右边的筷子，而偶数号哲学家刚好相反。用这种方法可以保证如果相邻的两个奇偶号哲学家都想吃饭，那么只会有其中一个可以拿起第一只筷子，另一个会直接阻塞。这就避免了占有一支后再等待另一只的情况。
③仅当一个哲学家左右两支筷子都可用时才允许他们拿起筷子：
管程
死锁
死锁的预防
死锁的避免
死锁的检测和解除
🙃🙃🙃...
