信号量机制

喜欢ヅ旅行 2023-10-05 13:47 63阅读 0赞

#### 信号量机制 ####

*  简介
 *  整形信号量
 *  记录型信号量
 *  总结

**之前学习的这些进程互斥的解决方案分别存在哪些问题?**

*  进程互斥的三种硬件实现方式(中断屏蔽方法、TS/TSL指令、Swap/XCHG指 )
 *  进程互斥的四种软件实现方式(单标志法、双标志先检査、双标志后检査、Peterson算法)

1.在双标志先检査法中,进入区的“检査”、“上锁”操作**无法一气呵成**,从而导致了两个进程有可能同时进入临界区的问题  
2.所有的解决方案都无法实现“让权等待

1965年,荷兰学者 Dijkstra提出了一种卓有成效的实现进程互斥、同步的方法一一**信号量机制**

## 简介 ##

1、用户进程可以通过使用操作系统提供的**一对原语**来对信号量进行操作,从而很方便的实现了进程互斥、进程同步。

2、信号量其实就是一个**变量**(可以是一个整数,也可以是更复杂的记录型变量),可以用一个信号量来**表示系统中某种资源的数量**,比如:系统中只有一台打印机,就可以设置一个初值为1的信号量。

3、原语是一种特殊的程序段,其执行只能一气呵成,不可被中断。原语是由**关中断/开中断指令**实现的。软件解决方案的主要问题是由“进入区的各种操作无法一气呵成”,因此如果能把进入区、退出区的操作都用“原语”实现,使这些操作能“一气呵成”就能避免问题。

4、**一对原语:** **wait(s)**原语和**signal(S)**原语,可以把原语理解为我们自己写的函数,函数名分别为wait和 signal,括号里的信号量S其实就是函数调用时传入的一个参数  
5、wait、 signal原语常简称为P、Ⅴ操作(来自荷兰语 proberen和 verhogen)。因此,做题的时候常把Wait(S)、signal(S)两个操作分别写为 **P(S)、V(S)**

## 整形信号量 ##

用一个整数型的变量作为信号量,用来表示系统中某种资源的数量。（ 与普通整数变量的区别:对信号量的操作只有三种即初始化、P操作、V操作）

Eg：某计算机系统中有一台打印机  
![整形信号量][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3FxXzIxMDQwNTU5_size_16_color_FFFFFF_t_70_pic_center]

## 记录型信号量 ##

整型信号量的缺陷是存在“忙等”问题,因此人们又提岀了“记录型信号量”,即用记录型数据结构表示的信号量。

![记录型信号量定义][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3FxXzIxMDQwNTU5_size_16_color_FFFFFF_t_70_pic_center 1]  
![详解][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3FxXzIxMDQwNTU5_size_16_color_FFFFFF_t_70_pic_center 2]

## 总结 ##

![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3FxXzIxMDQwNTU5_size_16_color_FFFFFF_t_70_pic_center 3]

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