我們把異步環(huán)境下的一組并發(fā)進(jìn)程因直接制約而互相發(fā)送消息、進(jìn)行互相合作、互相等待，使得各進(jìn)程按一定的速度執(zhí)行的過程稱為進(jìn)程間的同步。
具有同步關(guān)系的一組并發(fā)進(jìn)程稱為合作進(jìn)程，合作進(jìn)程間互相發(fā)送的信號(hào)稱為消息或事件。 如果我們對(duì)一個(gè)消息或事件賦以唯一的消息名，則我們
可用過程 wait (消息名) 表示進(jìn)程等待合作進(jìn)程發(fā)來的消息，而用過程 signal (消息名) 表示向合作進(jìn)程發(fā)送消息。
(引自百度百科）
進(jìn)程間的同步方式：
為了實(shí)現(xiàn)進(jìn)程互斥地進(jìn)入自己的臨界區(qū)，操作系統(tǒng)中設(shè)置專門的同步機(jī)制來協(xié)調(diào)各進(jìn)程間的運(yùn)行。所有的同步機(jī)制都應(yīng)遵循下書四條準(zhǔn)則：
1）空閑讓進(jìn)
2）忙則等待
3）有限等待
4）讓權(quán)原則。當(dāng)進(jìn)程不能進(jìn)入自己的臨界區(qū)時(shí)，應(yīng)立即釋放處理機(jī)，以免進(jìn)程陷入“忙等”狀態(tài)。
1.單CPU (UP)機(jī)器利用sleep/wakeup函數(shù)對(duì)實(shí)現(xiàn)同步機(jī)制。
函數(shù)sleep是一個(gè)內(nèi)部的內(nèi)核例程，它掛起調(diào)用它的進(jìn)程，直到指定的事件發(fā)生為止。這是一個(gè)以內(nèi)核態(tài)運(yùn)行的進(jìn)程自愿出讓控制權(quán)，允許自己被搶占。
函數(shù)wakeup用于發(fā)出一個(gè)特定事件已經(jīng)出現(xiàn)的信號(hào)，它使得所有等待該事件的進(jìn)程被喚醒，并放回到運(yùn)行隊(duì)列中。事件用一個(gè)整數(shù)值來表示，它往往
是該事件相關(guān)的內(nèi)核數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的地址。
void lock_object( char *flag_ptr)
{
lock(&object_locking); //自旋鎖
while (*flag_ptr)
sleep(flag_ptr);
*flag_ptr = 1;
unlock(&object_locking);
}
void unlock_object( char *flag_ptr)
{
lock( &object_locking );
*flag_ptr = 0;
wakeup( flag_ptr);
unlock( &object_locking );
}
應(yīng)為wakeup操作沒有記憶，所以wakeup函數(shù)必須喚醒在同一事件上睡眠的所有進(jìn)程。在多CPU系統(tǒng)上，即MP上sleep/wakeup機(jī)制不起作用。
2.SVR4.2 MP 提供了單獨(dú)的執(zhí)行進(jìn)程同步的原語(yǔ)：同步變量。
因?yàn)橥阶兞坎话瑺顟B(tài)，所以可以把它們想成是sleep/wakeup的一種MP變形。相反，所需的任何狀態(tài)信息都保存在外部標(biāo)志或者計(jì)數(shù)器中。
同步變量的設(shè)計(jì)要同自旋鎖配合工作。
同步變量被聲明為sv_t類型，采用下面的函數(shù)可以給它分配空間和進(jìn)行初始化：
sv_t *SV_ALLOC( int slpflag);
slpflag指定，如果需要為同步變量分配內(nèi)存，那么是否能阻塞進(jìn)程。
回收同步變量可以調(diào)用
void SV_DEALLOC( sv_t *svp );
內(nèi)核希望單獨(dú)等候的每一個(gè)事件都用一個(gè)不同的同步變量來表示，這就好比配合sleep如何使用唯一的事件參數(shù)。
void SV_WAIT( sv_t *svp, int pri, lock_t *lockp );
要觸發(fā)在同步變量上的事件，可以使用下面的函數(shù)：
void SV_SIGNAL( sv_t *svp, int flags);
SV_SIGNAL與wakeup的相似之處在于，如果沒有正在睡眠的進(jìn)程，那么就對(duì)過去曾經(jīng)執(zhí)行過的操作沒有記憶，調(diào)用什么也不做。
SV_SIGNAL只喚醒一個(gè)進(jìn)程。如果要喚醒在事件上睡眠的所有進(jìn)程，可以用同步變量的下列函數(shù)來實(shí)現(xiàn)：
void SV_BROADCAST( sv_t *svp, int flags);
如果在事件被觸發(fā)之前出現(xiàn)了一個(gè)UNIX信號(hào)，那么下面的SV_WAIT變形會(huì)喚醒進(jìn)程：
bool_t SV_WAIT_SIG( sv_t *svp, int pri, lock_t *lkp );
返回的代碼表明發(fā)生了什么樣的事件：如果出現(xiàn)了一個(gè)UNIX信號(hào)，那么它返回FALSE,如果出現(xiàn)了SV_SIGNAL或SV_BROADCAST,那么它返回TRUE.
3.采用信號(hào)量的同步
將信號(hào)量的值初始化為0,就可以用于進(jìn)程同步，這樣允許通過使用P操作讓一個(gè)進(jìn)程等待某個(gè)事件發(fā)生。既然信號(hào)量被初始化為0，那么進(jìn)程將立即阻塞。
另一個(gè)進(jìn)程使用V操作能夠發(fā)出信號(hào)，表明事件已經(jīng)結(jié)束。V操作導(dǎo)致正等待事件的進(jìn)程被喚醒，并繼續(xù)進(jìn)行。因?yàn)榧词乖谛盘?hào)量上沒有阻塞進(jìn)程，
V操作也會(huì)給信號(hào)量加1，所以在前一個(gè)進(jìn)程能夠執(zhí)行P操作之前出發(fā)事件會(huì)導(dǎo)致進(jìn)程繼續(xù)進(jìn)行，不必等待。這是一種受歡迎的情形，因?yàn)樗恍枰~外的
協(xié)調(diào)工作，就能夠處理在等候事件的進(jìn)程同發(fā)信號(hào)表明該事件完成的進(jìn)程之間本來就有的競(jìng)爭(zhēng)條件。
進(jìn)程1 進(jìn)程2
p(s) /*等待事件*/ .
.
.
V(s) /*觸發(fā)事件*/
4.利用管程進(jìn)行同步
管程為臨界資源以及訪問或者修改該資源的所有臨界段提供了互斥機(jī)制，它還提供了在使用管程的諸進(jìn)程之間進(jìn)行同步的手段。一個(gè)管程可以想成是一個(gè)裝有
資源的隔間。進(jìn)程要訪問資源，它必須首先進(jìn)入隔間。通過一次只允許一個(gè)進(jìn)程進(jìn)入隔間，就做到了互斥。如果在管程已經(jīng)投入使用的時(shí)候，別的進(jìn)程試圖進(jìn)
入它，那就會(huì)被阻塞，直到使用管程的進(jìn)程退出管程為止，或者在與管程關(guān)聯(lián)的事件上等待。每個(gè)管程都可能有一個(gè)或者更多的事件，若干進(jìn)程能夠在這些事
件上等待。進(jìn)程被阻塞這些事件上，直到在管程內(nèi)執(zhí)行的其他進(jìn)程觸發(fā)事件為止。根據(jù)定義，觸發(fā)操作只能從管程內(nèi)部完成。
5.利用事件計(jì)數(shù)進(jìn)行同步
事件計(jì)數(shù)是一個(gè)非遞減的正整數(shù)，在這個(gè)數(shù)值上定義了3種操作。操作advance(E)將事件計(jì)數(shù)E加1,這叫做出發(fā)事件。
操作await(E,V)致使調(diào)用進(jìn)程被阻塞，指導(dǎo)事件計(jì)數(shù)E的值達(dá)到V為止。如果在調(diào)用await的時(shí)候，事件計(jì)數(shù)的值大于或等于V，那么進(jìn)程繼續(xù)執(zhí)行，而不會(huì)阻塞，
因?yàn)槭录且郧坝|發(fā)的。事件計(jì)數(shù)的當(dāng)前值可以用read(E)來讀取。在創(chuàng)建事件計(jì)數(shù)的時(shí)候，它被初始化為0，而且在數(shù)值上永遠(yuǎn)不會(huì)減少。假定保存事件計(jì)數(shù)值
得存儲(chǔ)器位置足夠大，于是事件計(jì)數(shù)在其整個(gè)生命期中，一直都不會(huì)溢出（通常一個(gè)32位的無符號(hào)整數(shù)就夠了）。
有關(guān)代碼示例，請(qǐng)參見后面的隨筆。