整形信号量

蔚落 2023-07-12 03:52 1阅读 0赞

信号量可以理解为某一类可用资源的数目，信号量用来解决进程同步和互斥问题。整型信号量是整型量，仅能通过两个原子操作来访问。原子操作是不可中断的，原子操作就是原语的执行，这段代码不可中断，要执行都执行完，若执行不完则回到这段代码起始位置重新执行。两个原子操作分别是P操作和V操作：

// P操作 伪代码
    wait(S):
        While(S<=0) do no-op;
        S--;
    
    
    // V操作 伪代码
    signal(S):
        S++;
    
    // 这里的S就是整型信号量，wait(S)可以写作P(S)，signal(S)可以写作V(S)。

我们看如何使用PV操作实现互斥：

// 用信号量机制实现互斥的模式
    semaphore  mutex = 1;
            begin
            parbegin
                process 1: begin
                               repeat
                                   wait(mutex);
                                   critical section
                                   signal(mutex);
                                   remainder section
                               until false;
                           end
                process 2: begin
                               repeat
                                   wait(mutex);
                                   critical section
                                   signal(mutex);
                                   remainder section
                                until false; 
                           end
            parend  
            end

mutex代表可用资源的数目，假设mutex=1，两个进程竞争使用mutex，那么防止不同步问题出现，每个进程中都要成对使用wait和signal。比如P1执行wait，mutex--代表使用资源，然后进行其他计算，这时P2执行wait无法通过判断条件，mutex=0表示当前没有可用资源，于是程序计数器调整指针回到wait起始代码。这样就很好的保证了P2不会参与P1的运行。P1执行完critical section临界区，执行signal，mutex++表示资源回收，这时P2才可以进行wait的执行。

整形信号量也是存在缺点的，比如wait中如果条件不满足就要一直循环等待，这违背了同步机制的让权等待规则；并且整型信号量是在一种资源且只有一个的情形下使用的，实际情况没有这么简单。由此改进而来的记录型信号量出现了。

**传送门：**[记录型信号量][Link 1]、[AND型信号量][AND]、[信号量集][Link 2]

[Link 1]: https://blog.csdn.net/weixin_43237362/article/details/104706227
[AND]: https://blog.csdn.net/weixin_43237362/article/details/104712647
[Link 2]: https://blog.csdn.net/weixin_43237362/article/details/104712877