1、整形信号量
信号量定义为一个整型量;
根据初始情况赋相应的值;
仅能通过两个原子操作来访问。
P操作 wait(S):
While S<=0 do no-op;
S:=S-1;
V操作 signal(S):
S:=S+1;
同步机制为什么叫PV操作
信号量机制发明者狄克斯特拉用荷兰文定义的,因为在荷兰文中,“通过”叫passeren,
“释放”叫vrijgeven,PV操作因此得名。这是在计算机术语中不是用英语表达的极少数的例子之一。
2、记录型信号量
整型信号量符合“有限等待”原则
但整型信号量不符合“让权等待”原则
不仅要有值的处理,还有队列的处理。
形成记录型数据结构,包括两部分
整型变量value(代表资源数目)
进程链表L(链接所有等待进程):
Value>0,表示当前可用资源的数量;
Value≤0,其绝对值表示等待使用该资源的进程数,即在该信号量队列上排队的PCB的个数。
3、信号量的基本应用
1、实现多个进程的互斥
1、互斥信号量mutex初值为1;
2、每个进程中将临界区代码置于P(mutex)和V(mutex)原语之间
3、必须成对使用P和V原语(在同一进程中),不能次序错误、重复或遗漏:
遗漏P原语则不能保证互斥访问
遗漏V原语则不能在使用临界资源之后将其释放(给其他等待的进程)
2、实现有序
前趋关系:
并发执行的进程P1和P2中,分别有代码C1和C2,要求C1要在C2开始前完成;
为每对前趋关系设置一个同步信号量S12,并赋初值为0。则只有V操作所在进程获得cpu时能运行
信号量值为0的点是限制的关键所在;
成对使用P和V原语(在有先后关系的两个进程中),不能次序错误、重复或遗漏,否则同步顺序出错。
信号量操作原语是机械规定的,一方的申请操作只单一关心是否能申请到该信号量对应资源。
所以,不能用一个信号量解决供着、用者两方面的问题。应从两个人各自关心资源的角度设置两个信号量。
4、AND信号量
出现原因:
一些应用往往需要两个或多个共享资源,而不是前述的一个资源。
进程同时要求的共享资源越多,发生死锁可能性越大。
解决思想:
一次性分配给进程所需资源,用完一起释放。Wait操作时对它所有需要的资源都要判断,
有AND条件,故称“AND同步”、“同时wait”。
5、信号量集
引入原因:
每次只能获得或释放一个单位的资源,低效;
某些时候资源分配有下限的限制;
修改:在大于可分配设置的下界值t前提下,每次可分配d个。
只有一个信号量S的几种特殊情况:
Swait(S, d, d),,允许每次申请d个资源,若现有资源数少于d,不予分配。
Swait(S, 1, 1),蜕化为一般的记录型信号量,一次申请一个,至多分配一个(S>1时可计数,或S=1时可控制互斥)。
Swait(S, 1, 0),当S>=1时,允许多个进程进入某特定区,当S变为0后,阻止任何进程进入特定区,相当于可控开关。
并不对S资源的数量产生影响。
信号量题目做题一般方法:
分析问题,找出同步、互斥关系
根据资源设置信号量变量
写出代码过程,并注意P、V操作的位置
检查代码,模拟机器运行,体验信号量的变化和程序运行过程是否正确。
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