三种操作系统前驱图类型详细总结进程管理之如何使用PV操作

本篇内容介绍了"三种操作系统前驱图类型详细总结进程管理之如何使用PV操作"的有关知识，在实际案例的操作过程中，不少人都会遇到这样的困境，接下来就让小编带领大家学习一下如何处理这些情况吧！希望大家仔细阅读，能够学有所成！

一、PV 操作定义

本文中的 S 为信号量。关于前驱图以及信号量的基础知识本篇不作详细介绍。

1.1、P 操作定义

S:=S-1，若 S≥0，则执行 P 操作的进程继续执行；若 S<0，则置该进程为阻塞状态（因为无可用资源），并将其插入阻塞队列。

定义这么长，我们只需要谨记：执行 P 操作的进程将进入等待队列。

1.2、V 操作定义

S:=S+1，若 S>0，则执行 V 操作的进程继续执行；若 S≤0，则从阻塞状态唤醒一个进程，并将其插入就绪队列，然后执行 V 操作的进程继续。

定义这么长，我们只需要谨记：执行 V 操作的进程将从阻塞队列中唤醒一个进程。

二、串联进程（单线前驱图）

2.1、什么是单线前驱图？

串联进程（单线前驱图）是计算 PV 操作中最为简单的。那什么是单线前驱图呢？举例前驱图如下：

题干信息：使用 PV 操作控制进程 P1、P2、P3 执行的过程，设置 2 个信号量分别为 S1、S2 且初值均为零。分别列出 3 个进程的进程执行图来计算每个进程的 PV 操作。

我们可以看到 P1、P2、P3 三个进程是串联关系，一一执行，只有前面的进程执行了后面的才可以执行，我们将这类前驱图归类为单线前驱图。

2.2、如何计算单线前驱图的 PV？

那我们计算该进程的 PV 操作呢？我们将节点分为前驱节点（即首节点），中间节点，尾节点分别计算 PV。

2.2.1、计算前驱节点 PV

对于前驱的首结点 P1 进程，进程 P1 从初始状态执行操作的结果就是从阻塞队列中唤醒一个进程，即唤醒 P2，故其只有 V 操作，占用一个信号量 S1，进程 P1 执行 V（S1）操作。P1 进程执行图如下图所示：

2.2.3、计算尾节点 PV

对于 P3 进程，同理，只有在前驱节点 P2 执行完成将信号量 S2 传过来之后才可以执行，然后进程结束。P3 进程执行图如下图所示：

题干信息：使用 PV 操作控制进程 P1、P2、P3、P4 并发执行的过程，设置 4 个信号量分别为 S1、S2、S3、S4 且初值均为零。分别列出 5 个进程的进程执行图来计算每个进程的 PV 操作。

3.2.1、计算前驱节点 PV

对于前驱的首结点，以 P1 进程为例，进程 P1 从初始状态执行操作的结果就是从阻塞队列中唤醒一个进程，即唤醒 P4，故其只有 V 操作，并占用一个信号量 S1，故进程 P1 执行 V（S1）操作。P1 进程执行图如下图所示：

3.2.2、计算中间节点 PV

对于中间节点进程 P4，只有在前驱进程 P1、P2、P3 都已经完成之后才可以执行，而进程 P1、P2、P3 均有可能在阻塞队列中，故进程 P4 需要先等待 P1、P2、P3 进程的执行（即 P 操作）接收信号量，然后执行 P4 自身进程唤醒 P5 操作（即 V 操作）占用一条信号量 S4。P4 进程执行图如下图所示：

3.3、并联进程趋于展开

并联进程趋于展开是并联进程中较为难的一种，但是理清了思绪还是得心应手的。举例题如下：

3.3.2、计算中间节点 PV

对于进程 P2，需要等到 P1 的信号量 S1，并唤醒 P3、P4 进程分别占用信号量 S1、S2。P2 进程执行图如下图所示：

对于进程 P4，需要等到进程 P2、P3 的信号量 S3、S4 才可以执行，然后激活进程 P5，并占用一个信号量 S5。P4 进程执行图如下图所示：

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