3 同步要求：为什么这种方法不起作用？

Question

我正在尝试学习同步，并了解需要满足 3 个条件才能正常工作

1) 互斥 - 没有数据被破坏
2) 有界等待 - 线程不会永远什么都不做
3）正在取得进展 - 系统作为一个整体正在工作，例如不只是路过轮到谁了

我不完全理解为什么下面的代码不起作用。根据我的笔记，它具有互斥性，但不满足取得进展或有限等待。为什么？每个线程都可以做一些事情，只要现在线程崩溃，每个线程都会轮到。 以下是共享变量

int turn; // initially turn = 0
turn == i: Pi can enter its critical section

代码是

do {
  while (turn != i){}//wait
  critical section
  turn = j;//j signifies process Pj in contrast to Pi
  remainder section
} while (true);

基本上是these notes的第10张幻灯片。

Answer 1

我认为重要的是，根据your notes 的幻灯片 6，这 3 条规则适用于算法的临界区，具体如下：

进度：如果没有人在关键部分并且有人想要进入， 那么那些不在其剩余部分的进程必须 能够在有限的时间内决定谁应该进去。

有限等待：最终必须让所有请求者进入关键等待 部分。

如何破解：

• Pi 执行，其剩余部分无限期运行（对此没有限制）
• Pj 完整运行，设置 turn:= i 所以现在轮到 Pi 运行临界区了。
• Pi 仍在运行其剩余部分，无限期运行。
• Pj 回到了它的临界区，但永远不会运行它，因为 Pi 永远不会回到它可以让 Pj 轮到它的点。
  • 这违反了进度规则。没有人在临界区，Pj 想进去但不能在有限的时间内决定是否可以进去。
  • 这违反了有限等待规则。 Pj 永远不会被放回临界区。

Answer 2

正如 Malvavisco 正确指出的那样，如果一个进程从不释放资源，则其他进程将无法访问它。这是一个无趣的案例，通常被认为是微不足道的。 （在实践中，事实证明并非如此——这就是为什么强调能够从外部管理进程的原因，例如，强制终止进程而造成的不良影响最小。）

这些幻灯片的定义实际上有点不精确。我发现这个Wikipedia page on Peterson's algorithm（幻灯片 12 上的算法 #3）更准确。具体来说：

有限等待是指“在一个进程请求进入其临界区之后，在该请求被授予之前，允许其他进程进入其临界区的次数存在界限或限制”

一些思想实验清楚地表明算法 #1（幻灯片 10）失败了。如果进程切换时间不合适，则任一进程可以进入临界区的次数没有限制。假设进程 1 执行，进入临界区，从那里开始，只有在进程 1 处于临界区时才切换到进程 2。过程 1 永远不会解释这一点。如果进程 2 正在等待，Peterson 的算法将失去进入临界区的能力（反之亦然）。