Operating System-进程/线程内部通信-临界区（Critical Regions）

上一篇文章讲述了进程之间的竞争条件：多个进程同时进入一个共享区域，导致了数据的不一致，本文主要介绍如何解决这个问题。

一、临界区介绍

解决这个问题就是阻止多个进程同时进入这个共享区域，换句话说，进程之间针对这块共享区域需要排他（Mutual Exclusion）。问题的根源是进程B在进程A没有从共享区域返回之前就进入了共享区域。

在大部分情况下两个进程之间是不会共享变量的，只会有一部分步骤会使用到共享变量，在程序设计中，可以把这部分访问共享变量程序单独设计出来，这部分程序叫做临界区(Critical Regions)。如果保证两个进程永远只有一个进程进入这块临界区域，那么进程之间的条件竞争也就迎刃而解。

达到上面的结果需要以下条件：

• 没有两个进程同时进入临界区域
• 对CPU的速度或者数量不做要求
• 被Block在临界区域之外的等待的进程会block其他进程，比如，进程A在临界区域内，那么这个时候进程B来访问临界区，进程B就会被Block到临界区外，这个时候的进程B不应该Block其他进程
• 没有进程会被永远Block到临界区之外

二、临界区演示

图示

• 在T1时间Process A进入临界区域
• T2时间，Process B尝试进入临界区域
• 因为A在临界区域，所以B被Block
• T3时间A离开临界区域，B进入临界区域时间
• T4时间，B离开临界区域

使用临界区域的概念有什么好处呢？

• 如果进程A和B在大部分时间内没有使用到共享资源，那么在这段时间内内A、B是可以并行执行的。
• 只有针对临界区域的访问才不能并行。
• 最大限度让进程并行工作，且高效的使用共享数据

三、总结

• 抽象临界区域
• 对临界区域进行排他
• 如歌实现排他呢？下一篇文章进行介绍。