多道程序系统中存在许多进程,它们共享各种资源,然而有很多资源一次只能供一个进程使用。一次仅允许一个进程使用的资源称为临界资源。许多
物理设备都属于临界资源,如输入机、打印机、
磁带机等。
属于临界资源的硬件有打印机、
磁带机等,软件有消息缓冲队列、变量、数组、
缓冲区等。 诸进程间应采取互斥方式,实现对这种资源的共享。
进程中用于实现进程互斥的那段代码称为
临界区。显然,若能保证诸
进程互斥地进入自己的临界区,便可实现诸进程对临界资源的互斥访问。为此,每个进程在进入临界区之前,应先对欲访问的临界资源进行检查,看它是否正被访问。如果此刻该临界资源未被访问,进程便可进入临界区对该资源进行访问,并设置它正被访问的标志;如果此刻该临界资源正被某进程访问,则本进程不能进入临界区。
在操作系统中,有临界区的概念。临界区内放的一般是被1个以上的进程或
线程(以下只说进程)共用的数据。
例如,打印机不可能同时打印多个进程的结果,若将一个进程的结果打印几行,再打印另一个进程的结果,这会使打印的结果变得无法使用。所以两个或两个以上进程由于不能同时使用同一临界资源,只能一个进程使用完了,另一进程才能使用。
除了
物理设备外,还有很多
软资源如变量、表格、队列等也都属于临界资源,如果同时使用,同样会引起与
时间相关的错误。例如,有两个进程P1和P2共享一个变量count,P1或P2的功能是,每执行完某些操作后,将count的值取出加1,R1和R2是
工作寄存器。当两个进程按下述
顺序执行时:
按此执行序列,虽使P1和P2都各自对count做了加1操作,但最后的count值却只增加了1,即出现了结果不确定的错误。显然这种错误与执行顺序有关,又叫与时间相关的错误。之所以出现这种错误,是由于变量count是临界资源,P1和P2不能同时使用,即仅当进程P1对count进行修改并退出后,才允许进程P2访问和修改,那么就可以避免上述的错误结果。