深入理解l操作系统的管程，进程，线程（一）

1.管程（monitors）和定义

P,V操作分散在用户程序中，系统无法有效的控制盒管理，而且P,V操作使用不当还会引起系统的死锁，所以产生了新的进程同步工具-------管程。

代表共享资源的数据结构，以及对该共享数据结构实施操作的一组过程所组成的资源管理程序，共同构成了一个OS的资源管理模块，我们称之为管程。

管程由以下几个部分组成。

一：管程的名称

二：局部于管程内部的共享数据结构说明

三：对该数据结构进行操作的过程

四：对局部于管程内部的共享数据结构设置初始值的语句（一段代码）

五：条件变量



其中有三点需要注意：

一：进程互斥的使用管程，管程被进程调用

二：局部于管程内的数据结构，只能被管程的过程所访问，同时，管程内的过程，也只能访问局部于管程内的数据结构

三：在管程机制中，有时候引起进程等待。其中wait（）表示某种资源占用而被等待，从而堵塞自己的进程，放弃对管程的互斥权，signal（）表示重新启动一个被堵塞的进程。

管程的一般描述如下：

<span style="font-size:14px;">type<管程名>=monitor
<管程变量说明>;

procedure <过程名>(<形式参数表>);
begin
<过程体>;
end;
.........
procedure <过程名>(<形式参数表>);
begin
<过程体>;
end;

begin
<局部于管程内部的共享数据初始化语句>
end;</span>

===============

2.利用管程解决生产者-消费者（PC）问题

先建立一个管程，名字为procedure-consumer，其中包括2个过程

一：put（item）过程。procedure生产的产品数记为count，当count>=n时，表示缓冲池满，procedure需要等待

二：get (item)过程.。consumer从缓冲池取得产品，当count<=n时，consumer等待。

PC管程描述如下：

<span style="font-size:14px;">type  PC=monitor
Var
in,out,count:integer;
buffer:array[0...n-1]of item;
notfull,notempty:condition;

//如果count满了，那么不为满的进程被堵塞，不为空的进程被唤醒
procedure  entry put(item)
begin
if count>=n then notfull.wait;
buffer(in):=nextp;
in:=(in+1)mod n;
count:=count+1;
if notempty.queue then notempty.signal
end;

//如果count为0了，那么不为空的进程被堵塞，不为满的进程被唤醒
procedure entry get(item)
begin
if count<=0 then notempty.wait;
nextc:=buffer(out)
out:=(out+1)mod n;
count:=count-1;
if notfull.queue the notfull.signal;
end;

//局部于管程内部的数据初始化
begin
in:=out:=count:=0;
end;</span>

producer和consumer的进程如下：

<span style="font-size:14px;">producer： begin
repeat
produce an item in nextp；
PC.put(item);
until false;
end

consumer: begin
repeat
PC.get(item)
consume the item in nextc;
until false;
end</span>