临界区是指并发进程中访问共享变量的什么（临界区是指并发进程中访问共享变量的什么段）

K-seo • 2024-02-12 04:43 • 行业资讯 • 216 views

临界区是并发进程中访问共享变量的敏感代码段。

在计算机科学的并发计算领域，临界区是一个非常重要的概念，临界区是指并发进程中访问共享变量的那一段代码区域，这些代码区域对共享资源的操作必须是互斥的，以防止发生条件竞争（race condition）或其他并发错误。

什么是并发进程？

并发进程指的是在同一时间段内运行并可能交互的多个进程，并发可以在多处理器系统上自然发生，也可以在单处理器系统上通过时间分片技术实现，并发进程可能会共享内存中的某些数据结构或变量，这就涉及到了同步问题。

为什么需要临界区？

当多个进程试图同时访问和修改同一个共享资源时，如果没有适当的控制机制，就可能导致数据的不一致性，两个进程可能同时读取同一个共享变量的值，对其进行修改，然后写回，这种情况下，其中一个进程的修改可能会覆盖另一个进程的修改，导致数据丢失。

如何实现临界区？

为了保护临界区，通常需要使用某种同步机制来确保一次只有一个进程可以执行临界区内的代码，以下是一些常见的同步方法：

1、锁（Locks）: 通过在临界区的入口放置一个锁，并在退出时释放该锁，可以确保任何时候只有一个进程进入临界区，锁可以是自旋锁（busy-waiting），也可以是睡眠锁（sleep-waiting）。

2、信号量（Semaphores）: 信号量是一种更加通用的同步机制，可以用来控制对多个资源的访问，它是一个计数器，用于跟踪可用资源的数量。

3、互斥量（Mutexes）: 互斥量是一种特殊类型的锁，用于保护只能由一个线程或进程独占的资源，它是编程中实现临界区的一种常用方式。

4、条件变量（Condition Variables）: 条件变量允许一个或多个线程等待直到某个特定条件成立，它通常与互斥量一起使用，以实现更复杂的同步场景。

临界区的性质

临界区必须满足以下性质：

1、互斥访问: 在任何时刻，只能有一个进程在执行临界区内的代码。

2、有限性: 临界区内的代码应该尽可能短，以减少进程等待的时间。

3、空闲让进: 如果临界区未被占用，任何请求进入的进程都应该能够立即进入。

4、让权等待: 如果临界区被占用，其他试图进入的进程必须等待，直到临界区被释放。