三種操作系統前驅圖類型詳細總結進程管理之如何使用PV操作

本篇內容介紹了“三種操作系統前驅圖類型詳細總結進程管理之如何使用PV操作”的有關知識，在實際案例的操作過程中，不少人都會遇到這樣的困境，接下來就讓小編帶領大家學習一下如何處理這些情況吧！希望大家仔細閱讀，能夠學有所成！

一、PV 操作定義

本文中的 S 為信號量。關于前驅圖以及信號量的基礎知識本篇不作詳細介紹。

1.1、P 操作定義

S:=S-1，若 S≥0，則執行 P 操作的進程繼續執行；若 S<0，則置該進程為阻塞狀態（因為無可用資源），并將其插入阻塞隊列。

定義這么長，我們只需要謹記：執行 P 操作的進程將進入等待隊列。

1.2、V 操作定義

S:=S+1，若 S>0，則執行 V 操作的進程繼續執行；若 S≤0，則從阻塞狀態喚醒一個進程，并將其插入就緒隊列，然后執行 V 操作的進程繼續。

定義這么長，我們只需要謹記：執行 V 操作的進程將從阻塞隊列中喚醒一個進程。

二、串聯進程（單線前驅圖）

2.1、什么是單線前驅圖？

串聯進程（單線前驅圖）是計算 PV 操作中最為簡單的。那什么是單線前驅圖呢？舉例前驅圖如下：

題干信息：使用 PV 操作控制進程 P1、P2、P3 執行的過程，設置 2 個信號量分別為 S1、S2 且初值均為零。分別列出 3 個進程的進程執行圖來計算每個進程的 PV 操作。

我們可以看到 P1、P2、P3 三個進程是串聯關系，一一執行，只有前面的進程執行了后面的才可以執行，我們將這類前驅圖歸類為單線前驅圖。

2.2、如何計算單線前驅圖的 PV？

那我們計算該進程的 PV 操作呢？我們將節點分為前驅節點（即首節點），中間節點，尾節點分別計算 PV。

2.2.1、計算前驅節點 PV

對于前驅的首結點 P1 進程，進程 P1 從初始狀態執行操作的結果就是從阻塞隊列中喚醒一個進程，即喚醒 P2，故其只有 V 操作，占用一個信號量 S1，進程 P1 執行 V（S1）操作。P1 進程執行圖如下圖所示：

2.2.3、計算尾節點 PV

對于 P3 進程，同理，只有在前驅節點 P2 執行完成將信號量 S2 傳過來之后才可以執行，然后進程結束。P3 進程執行圖如下圖所示：

題干信息：使用 PV 操作控制進程 P1、P2、P3、P4 并發執行的過程，設置 4 個信號量分別為 S1、S2、S3、S4 且初值均為零。分別列出 5 個進程的進程執行圖來計算每個進程的 PV 操作。

3.2.1、計算前驅節點 PV

對于前驅的首結點，以 P1 進程為例，進程 P1 從初始狀態執行操作的結果就是從阻塞隊列中喚醒一個進程，即喚醒 P4，故其只有 V 操作，并占用一個信號量 S1，故進程 P1 執行 V（S1）操作。P1 進程執行圖如下圖所示：

3.2.2、計算中間節點 PV

對于中間節點進程 P4，只有在前驅進程 P1、P2、P3 都已經完成之后才可以執行，而進程 P1、P2、P3 均有可能在阻塞隊列中，故進程 P4 需要先等待 P1、P2、P3 進程的執行（即 P 操作）接收信號量，然后執行 P4 自身進程喚醒 P5 操作（即 V 操作）占用一條信號量 S4。P4 進程執行圖如下圖所示：

3.3、并聯進程趨于展開

并聯進程趨于展開是并聯進程中較為難的一種，但是理清了思緒還是得心應手的。舉例題如下：

3.3.2、計算中間節點 PV

對于進程 P2，需要等到 P1 的信號量 S1，并喚醒 P3、P4 進程分別占用信號量 S1、S2。P2 進程執行圖如下圖所示：

對于進程 P4，需要等到進程 P2、P3 的信號量 S3、S4 才可以執行，然后激活進程 P5，并占用一個信號量 S5。P4 進程執行圖如下圖所示：

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