操做系统基础-信号量机制的理解

文章目录

• 初步了解信号量
• 临界资源
• 临界区
• 进程互斥
• 进程同步

初步了解信号量

信号量机制的提出，是为了解决进程间关系通讯的问题，由于进程间不可能用嘴来讲“我在使用这个资源啊，你先等我用完再用”，或者说“我用完了，接下来轮到你了！”这是咱们人之间通讯的方式，那么现实中如何让某个进程知道，本身暂时不能用哪一个资源或能够用哪一个资源呢？

好比在火车上上厕所，假设有个空厕所，门上显示器写着"无人"，当我进去把门锁上后，门上显示变为"有人"，这样后来者看到门上显示"有人"就会在外等待而不会冒然闯进来。

这就是用到信号量的机制，其中门上的显示器就扮演了"信号量"的角色，在计算机中，咱们称这是进程互斥。固然，进程间关系还不止互斥。

首先有几个概念咱们要先了解

临界资源

一段时间内只容许一个进程访问的资源称为临界资源或独占资源。
好比打印机，上文咱们提到的厕所，只能你一我的用，不能多人同时用。

临界区

进程中访问临界资源的那段代码称为临界区。
这个容易理解，我有一段代码，其中调用打印机的那段代码块，就是临界区。

进程互斥

为使多个进程互斥地访问某临界资源，须为该资源设置互斥信号S,并设其初始值为1,而后将各进程访问资源的临界区置于p操做和v操做之间便可。

P操做是申请使用资源的操做，假设我要使用打印机了，就进行P(S)，这样以后，S的值就会减1变成0，S的值为0表示打印机也就是资源不可用。

若是另外一我的要使用也是先进行P(S),因为S为0资源还不能用，这样S的值会变成-1，表示他暂时没能使用而在排队，信号量S为负数时其绝对值表示阻塞队列中等待该资源的进程数。

若是没人在排队，当我用完打印机后就执行V操做，V操做表示释放资源，V(S)就让信号量S由0加1变成了1，这样后来者就能够用打印机了。
如有1人在排队，那S就变0，这个后来者直接使用打印机，使用完后再V操做，S会变1。

进程同步

两进程协做完成一件事，咱们叫同步。
设有a,b两进程共用一个变量x，a负责算数获得x的结果，而后把结果传给b，b负责把结果x打印出来。这里咱们须要两个信号量S1,S2，初值为1，0。(S1给a用，S2给b用)
要完成此次任务
执行P(S1)→获得结果→V(S2)→P(S2)→打印结果→V(S1)

P(S1)表示a进程要工做了，把它对应的信号量S1置0，表示a进程不可用正在工做中。 获得结果后，V（S2）把S2置1，表示b能够开始工做。 P(S2)表示b进程要工做了，把它对应的信号量S2置0。 打印出结果后，V(S1)讲S1置1，表示任务完成，a进程能够开始下一轮的工做了。