在多道程序環境下，進程是并發執行的，不同進程之間存在著不同的相互制約關系。為了協調進程之間的相互制約關系，引入了進程同步的概念。 ### 臨界資源 雖然多個進程可以共享系統中的各種資源，但其中許多資源一次只能為一個進程所使用，我們把一次僅允許一個進程使用的資源稱為臨界資源。許多物理設備都屬于臨界資源，如打印機等。此外，還有許多變量、數據等都可以被若干進程共享，也屬于臨界資源。 對臨界資源的訪問，必須互斥地進行，在每個進程中，訪問臨界資源的那段代碼稱為臨界區。為了保證臨界資源的正確使用，可以把臨界資源的訪問過程分成四個部分： * 進入區。為了進入臨界區使用臨界資源，在進入區要檢查可否進入臨界區，如果可以進入臨界區，則應設置正在訪問臨界區的標志，以阻止其他進程同時進入臨界區。 * 臨界區。進程中訪問臨界資源的那段代碼，又稱臨界段。 * 退出區。將正在訪問臨界區的標志清除。 * 剩余區。代碼中的其余部分。 ~~~ do { entry section; //進入區 critical section; //臨界區 exit section; //退出區 remainder section; //剩余區 } while (true) ~~~ ### 同步 同步亦稱直接制約關系，它是指為完成某種任務而建立的兩個或多個進程，這些進程因為需要在某些位置上協調它們的工作次序而等待、傳遞信息所產生的制約關系。進程間的直接制約關系就是源于它們之間的相互合作。 例如，輸入進程A通過單緩沖向進程B提供數據。當該緩沖區空時，進程B不能獲得所需數據而阻塞，一旦進程A將數據送入緩沖區，進程B被喚醒。反之，當緩沖區滿時，進程A被阻塞，僅當進程B取走緩沖數據時，才喚醒進程A。 ### 互斥 互斥亦稱間接制約關系。當一個進程進入臨界區使用臨界資源時，另一個進程必須等待, 當占用臨界資源的進程退出臨界區后，另一進程才允許去訪問此臨界資源。 例如，在僅有一臺打印機的系統中，有兩個進程A和進程B，如果進程A需要打印時, 系統已將打印機分配給進程B,則進程A必須阻塞。一旦進程B將打印機釋放，系統便將進程A喚醒，并將其由阻塞狀態變為就緒狀態。 為禁止兩個進程同時進入臨界區，同步機制應遵循以下準則： * 空閑讓進。臨界區空閑時，可以允許一個請求進入臨界區的進程立即進入臨界區。 * 忙則等待。當已有進程進入臨界區時，其他試圖進入臨界區的進程必須等待。 * 有限等待。對請求訪問的進程，應保證能在有限時間內進入臨界區。 * 讓權等待。當進程不能進入臨界區時，應立即釋放處理器，防止進程忙等待。