PV操做与信号量

一、进程一般分为三个状态：运行态、就绪态和阻塞态。三种状态之间的相互转换以下图所示：

当调度程序选择了另外一个进程时，当前运行的进程由运行态转化为就绪态；

当调度程序选择了一个就绪状态的进程时，该进程右就绪态转化为运行态；

当前运行进程等待某事件时，由运行态转化为阻塞态。

当等待的事件发生时，由阻塞态转化为就绪态。

二、信号量概念：

信号量是最先出现的用来解决进程同步与互斥问题的机制。　

信号量（Saphore）由一个值和一个指针组成，指针指向等待该信号量的进程。信号量的值表示相应资源的使用状况。信号量S>=0时，S表示可用资源的数量。执行一次P操做意味着请求分配一个资源，所以S的值减1；当S<0时，表示已经没有可用资源，S的绝对值表示当前等待该资源的进程数。请求者必须等待其余进程释放该类资源，才能继续运行。而执行一个V操做意味着释放一个资源，所以S的值加1，若此时S<=0，表示有某些进程正在等待该资源，所以要唤醒一个等待状态的进程，使之运行下去。

注意，信号量的值只能由PV操做来改变。

三、关于PV操做容易产生的一些疑问：

 

1，S大于0那就表示有临界资源可供使用，为何不唤醒进程？

S大于0的确表示有临界资源可供使用，也就是说这个时候没有进程被阻塞在这个资源上，因此不须要唤醒。

 

2，S小于0应该是说没有临界资源可供使用，为何还要唤醒进程？

V原语操做的本质在于：一个进程使用完临界资源后，释放临界资源，使S加1，以通知其它的进程，这个时候若是S<0，代表有进程阻塞在该类资源上，所以要从阻塞队列里唤醒一个进程来“转手”该类资源。好比，有两个某类资源，四个进程A、B、C、D要用该类资源，最开始S=2，当A进入，S=1，当B进入S=0，代表该类资源恰好用完， 当C进入时S=-1，代表有一个进程被阻塞了，D进入，S=-2。当A用完该类资源时，进行V操做，S=-1，释放该类资源，由于S<=0，代表有进程阻塞在该类资源上，因而唤醒一个。

 

3，若是是互斥信号量的话，应该设置信号量S=1，可是当有5个进程都访问的话，最后在该信号量的链表里会有4个在等待，也是说S=-4，那么第一个进程执行了V操做使S加1，释放了资源，下一个应该可以执行，但唤醒的这个进程在执行P操做时因S<0，也仍是执行不了，这是怎么回事呢？

当一个进程阻塞了的时候，它已经执行过了P操做，并卡在临界区那个地方。当唤醒它时就当即进入它本身的临界区，并不须要执行P操做了，当执行完了临界区的程序后，就执行V操做。

 

4，S的绝对值表示等待的进程数，同时又表示临界资源，这究竟是怎么回事？

当信号量S小于0时，其绝对值表示系统中因请求该类资源而被阻塞的进程数目.S大于0时表示可用的临界资源数。注意在不一样状况下所表达的含义不同。当等于0时，表示恰好用完。