Lecture 7 Synchronization（进程同步）

1 并发

并发进程/线程

• 在内存中同时存在的若干个进程/线程，由操作系统的调度程序采用适当的策略将他(们)调度至CPU(s)上运行，同时维护他们的状态队列。
  • 多个并发进程/线程从宏观上是同时在运行；
  • 从微观上看，他们的运行过程是走走停停；
  • 并发的进程/线程之间是交替执行（Interleaving）。
• 注：此后课中不再刻意区分并发进程和并发线程，他们都可以理解为运行的实体和调度的单位。

并发进程之间的关系

• 独立关系
  • 并发进程分别在自己的变量集合上运行
  • 例如：chrome进程和music进程
• 交互关系
  • 并发进程执行过程中需要共享或是交换数据
  • 例如：银行交易服务器上的receiver进程和handler进程
  • 交互的并发进程之间又存在着竞争和协作的关系
    

2 竞争

竞争（RACE）


3 协作

协作（COOPERATION）


4 异步产生的错误

异步

• Asynchronous means RANDOM!
• 会引发竞争条件（Race Condition）：一种这样的情况： 多个进程并发操作同一个数据导致执行结果依赖于特定的 进程执行顺序。

5 同步

• 进程同步是一种维持协作进程数据一致性的机制。
• 同步的工具
  • 互斥锁
  • 信号量