12. Основные примитивы синхронизации потоков

В одном процессе может выполняться сколько угодно потоков, а если есть несколько потоков, то их нужно синхронизировать.

int n=0, f=0;
while (1) {          while (1) {
    while (!f);          while (f);
    n++, n++;            if (n…)
    f=0;}                f=1;

Минусы данной синхронизации:

• впустую тратится энергия и процессорное время

• если переменных больше одной, то возникнут трудности

При выполнении параллельных процессов может возникать проблема, когда каждый процесс, обращающийся к разделяемым данным, исключает для всех других процессов возможность одновременного с ним обращения к этим данным - это называется взаимоисключением

Поэтому современные ОС содержат такое понятие mutex (взаимное исключение) это позволяет чтобы потоки выполнялись непрерывно – это обычный флажок.

С mutex возможны 2 операции: lock(m)- заблокировать и unlock(m)- разблокировать. Это обуславливает поочередный доступ к общему ресурсу.

Mutex – это частный случай «Семафора». В основе семафора – счетчик n.

При каждом захвате из счетчика вычитается 1, когда станет 0 – следующий захват заблокирует всех. «Семафор» нужен для защиты однородных ресурсов. Таким образом, синхронизация решается методом поочередной блокировки с помощью семафора и mutex.

Не все виды синхронизации решаются данным способом, поэтому существует второй вид – синхронизация по времени (должно произойти некоторое событие, которого дожидается программа). Для этого используется «условная переменная» q-war (Unix), event (Windows). С этим понятием можно использовать две операции: wait (E)- ждать сигнал и Signal (E)- послать сигнал, причем события не гарантируют, что потоки не проспят сигнал.