背景：生产者-消费者问题：并发访和操作同一个数据时的执行结果与访问发生的顺序有关，而进程的同步对操作系统至关重要。
进程并发执行的好处
进程需要与计算机中其他进程或设备进行协作
- 共享资源
- 加速
- I/O操作和CPU计算可以并行
- 程序可划分成多个模块放在多个处理机上并行执行
- 模块化
- 将大程序分解成小程序(gcc会调用 cpp cc1 cc2 as ld)
- 使系统易于复用和扩展
进程的交互关系
- 互斥(Mutual Exclusion)
- 一个进程占用资源 其他进程不能使用
- 死锁(Deadlock)
- 多个进程各占用部分资源 形成循环等待
- 饥饿(Starvation)
- 其他进程可能轮流占用资源 一个进程一直得不到资源
临界区
临界区问题：字面意思
临界区：当一个进程进入临界区时，没有其他进程可以在临界区内执行。
满足的三项要求：
- 互斥：不能同时在临界区执行
- 前进：一定时间内选择进入临界区的进程
- 有限等待：不能等太久
处理临界区问题的两种方法：字面意思
抢占内核
非抢占内核
软件实现
Peterson 算法：两个进程在临界区与剩余区间交替执行
硬件同步：锁
一个进程进入临界区之前必须得到锁，退出后释放锁
对于单处理器环境，只需要在修改共享变量时禁止中断就行了（非抢占式）
多处理器环境，这种做法会降低效率的，解决方法时原子操作，这就需要硬件上的支持了（锁）
信号量
以上都是基础知识，重点是信号量
信号量的用途很广，比较简单的就是司机乘务员之类的，通过信号量解决各种同步问题（比如实现顺序的先后）。
可以用二进制信号量来解决临界区问题（0和1之间的）
有了信号量之后临界区问题变得简单得多，现在来说说信号量的实现
实现
忙等待：看程序可以知道为进入临界区的进程一直在循环之中，这是多道程序不允许的，这样做会浪费cpu时间
自旋锁：会处于忙等待的信号量
克服忙等：修改PV操作呗
优点：节省cpu时间，提高cpu的利用率，让cpu被其他进程有效的利用
缺点：行下文切换花费时间，如果锁占用时间短，那么会得不偿失
实现：在wait操作时，如果要等待，阻塞自己，这个操作将进程放入与信号量相关的等待队列中，并将进程的状态切换为等待状态，然后指向cpu调度程序，选择另一个进程来执行。
当执行signal（）操作之后，通过wakeup操作重新执行该进程，即将状态转换为就绪状态，然后该进程放到就绪队列之中
（S是信号量）
注意block和wakeup之间的对应关系
说了那么多，信号量的关键之处在于他们是原子地执行，这个就是硬件的事儿了
死锁：第七章内容
饥饿：进程在信号量内无限期阻塞（栈）
说了那么多还是同步的问题
好像对于临界区地实现没有过多的关注
线面介绍几个经典的同步问题
经典同步问题
有限缓冲问题：生产者-消费者问题
读者-写者问题：字面意思
哲学家就餐问题：
信号量不能很好的解决这个问题，第七章死锁会讲到
管程：略
总结
实现同步互斥需要解决临界区问题
临界区一般是共享变量地操作
信号量可以实现同步互斥
进程互斥
进程互斥：在多个程序中，有两个进程不可以同时进行（例如读，写操作）。
竞争资源（临界资源）
当并发进程竞争使用同一资源时，他们之间就会发生冲突。如果操作系统将资源分配给其中的某一个进程使用，另一个进程就必须等待，直到申请的资源可用时，由操作系统分配给他们。
如果竞争资源的进程太多，这些进程还必须等待在一个队列中，如就绪队列，阻塞队列等。
一种极端的情况是，被阻塞进程永远得不到申请的资源，而死锁。
采用互斥方式，使用临界资源
资源的互斥，进程使用上述这类资源的时候，只能有一个进程对资源进行处理。（临界区）
进程同步
进程同步是一个操作系统级别的概念,是在多道程序的环境下，存在着不同的制约关系，为了协调这种互相制约的关系，实现资源共享和进程协作，从而避免进程之间的冲突，引入了进程同步。比如说进程A需要从缓冲区读取进程B产生的信息，当缓冲区为空时，进程B因为读取不到信息而被阻塞。而当进程A产生信息放入缓冲区时，进程B才会被唤醒。
同步互斥解决方法（同样是实现临界区地方法）：软件、硬件、信号量、管程
