解决进程互斥的基本方法

进程是计算机系统中最重要的概念之一，它是指正在执行的程序实例。在多进程并发执行的场景下，如果多个进程同时访问共享资源，就会导致互斥问题，可能会出现资源竞争、死锁等问题，进而严重影响系统的稳定性和性能。为解决进程互斥问题，我们需要在设计时选用一些基本的方法来降低竞争程度，提高并发执行效率。

一、临界区技术

临界区技术即对多进程访问共享资源的进程互斥区域进行保护。我们可以将进程中对共享资源的操作放在一个关键区域内，在此期间，其他进程无法进入此区域，保证了共享资源操作的独占性。

临界区技术可以使用软件、硬件或结合两者的方式来实现。软件方式通常使用信号量、互斥量等机制进行锁定，硬件方式可以基于硬件电路，如专门的锁存器或电子切换器实现互斥。同时，将软硬件结合使用会取得更好的互斥效果。

二、管程技术

管程技术可以看做是临界区技术的一种高级实现，将共享资源和访问该资源的方法封装在一个单元中，并提供接口供请求者使用。该技术适用于大量访问共享资源的进程，例如操作系统内的调度或文件系统等。

由于管程提供封装的方式，可以自动化实现互斥锁定，避免出现不同的进程同时访问共享数据结构造成问题。同时，该技术还可以提供进程同步和通信机制，保证多个进程的线程安全。

三、信号量技术

信号量是一种并发编程技术，用于控制多进程访问临界资源的方式，可以将进程互斥的方式封装在信号量中，使得进程之间能够顺序地访问同一资源。

信号量技术通常使用POSIX信号量、SystemV信号量等不同的标准。它可以使用价值为1或多的整数信号量从而控制多进程之间的同步、互斥和死锁避免等特性，并提供多种锁定操作避免竞争，并发实现共享资源访问。

四、忙等待技术

忙等待技术是指访问共享资源进程在访问前先检查资源是否可用，如果不可用则轮训等待，直到资源空闲为止。该技术相对于其他方法速度更快，但会导致额外的CPU消耗。

忙等待技术通常适用于具有一定使用量的小型系统，如嵌入式系统，这些系统比较简单，没有足够多的CPU和多代的运行机制实现一些高级技术，但是，它不适用于大规模系统，因为它会占用大量系统资源而降低性能。

总结一下，要解决进程互斥的问题，可以使用多种技术手段，包括临界区技术、管程技术、信号量技术和忙等待技术等，针对不同的应用场景可以采用不同的技术手段，在实际应用中要综合考虑效率、代码安全性、可维护性等因素。为了提高并发执行效率，需要在设计时选用一些基本的方法来降低竞争程度，提高并发执行效率。