同步機制應遵循哪些基本準則?為什么？在多道程序設計環(huán)境中，當程序同時執(zhí)行時，由于資源共享和進程協(xié)作，同一系統(tǒng)中進程之間可能存在以下兩種形式的約束：（1）間接相互約束。同一系統(tǒng)中的進程通常共享某些資源。

同步機制應遵循哪些基本準則?為什么？

在多道程序設計環(huán)境中，當程序同時執(zhí)行時，由于資源共享和進程協(xié)作，同一系統(tǒng)中進程之間可能存在以下兩種形式的約束：（1）間接相互約束。同一系統(tǒng)中的進程通常共享某些資源。（2） 兩者之間存在著直接的相互制約關系，這種制約關系主要來源于過程之間的合作。因此，在使用系統(tǒng)中的關鍵資源時，各進程應該相互排斥，以共享資源。為了實現(xiàn)進程互斥進入自己的關鍵區(qū)域，我們可以采用軟件的方法，但更多的時候是在系統(tǒng)中設置一種特殊的同步機制來協(xié)調(diào)每個進程的運行。所有的同步機制都應該遵循以下四個原則：（1）空閑接納：因為當沒有進程在關鍵區(qū)域時，表示關鍵資源處于空閑狀態(tài)。一個請求進入關鍵區(qū)域的進程應該被允許立即進入它自己的關鍵區(qū)域，以便有效地利用關鍵資源。（2） 忙時等待：因為當現(xiàn)有進程進入關鍵區(qū)域時，它表示正在訪問關鍵資源，因此其他試圖進入關鍵區(qū)域的進程必須等待，以確保對關鍵資源的互斥訪問。（3） 有限等待：因為請求訪問關鍵資源的進程應該能夠在有限的時間內(nèi)進入自己的關鍵區(qū)域，以免陷入“死等待”狀態(tài)。（4） 給予等待的權利：因為當進程不能進入自己的關鍵區(qū)域時，它應該立即釋放處理器，以避免進程進入“忙”狀態(tài)

一個信號量只能被設置為初始值一次，然后只能由P或v操作，可以看出，信號量機制必須有公共內(nèi)存，不能在分布式操作系統(tǒng)中使用，這是其最大的弱點。信號量機制功能強大，但信號量的操作比較分散，控制、讀、寫和維護都比較困難。增加了程序員的編碼負擔；核心操作P-V分散在每個用戶程序的代碼中，不易控制和管理；一旦出錯，后果嚴重，不易發(fā)現(xiàn)和糾正。（b） 自旋鎖：自旋鎖是一種保護共享資源的鎖機制。如果調(diào)用者請求的資源被占用，也就是說，自旋鎖已經(jīng)被另一個執(zhí)行單元持有，調(diào)用者將在那里循環(huán)以查看自旋鎖是否已經(jīng)被持有和釋放。自旋鎖（Spin lock）是一種相對低級的保護數(shù)據(jù)結構和代碼片段的原始方法，它可能會導致以下兩個問題：1。僵局；2。CPU資源占用過多。傳統(tǒng)的自旋鎖會因無序競爭（c）管理而導致“公平”問題：信號量機制強大，但信號量操作分散，難以控制、讀寫和維護。因此，后來提出了一個集中式的同步過程tube進程。其基本思想是將共享變量及其操作集中在一個模塊中，操作系統(tǒng)或并發(fā)程序由這些模塊組成。這樣，模塊之間的連接清晰，易于維護和修改，易于保證正確性。（d） 交會：過程直接相互作用。（E） 分布式系統(tǒng)：由于分布式操作系統(tǒng)中沒有公共內(nèi)存，所以所有參數(shù)都是值參數(shù)，不能是指針。（f） 原語是一個不間斷的過程。

請列舉幾種進程的同步機制，并比較其優(yōu)缺點？

同步機制的基本規(guī)則如下：（1）當空閑接納進程處于關鍵區(qū)域時，相應的關鍵資源處于空閑狀態(tài)，因此可以允許請求進入關鍵區(qū)域的進程立即進入自己的關鍵區(qū)域，以有效利用關鍵資源資源。（2） 當一個進程進入它自己的關鍵區(qū)域時，意味著相應的關鍵資源正在被訪問。因此，所有其他試圖進入關鍵區(qū)域的進程都必須等待，以確保這些進程訪問關鍵資源是互斥的。（3） 有限等待一個請求訪問關鍵資源的進程，應該確保該進程能夠在有限的時間內(nèi)進入自己的關鍵區(qū)域，以免陷入“死等待”狀態(tài)。（4） 當進程不能進入自己的關鍵區(qū)域時，應立即釋放處理器，避免進程陷入“忙等待”狀態(tài)。