信号量机制

进程互斥的四种软件实现方式：单标志法、双标志先检查、双标志后检查、Peterson算法

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指令

1.双标志先检查法中，进入区的”检查”、”上锁”操作无法一气呵成，从而导致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 —— 信号量机制

信号量机制

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。

信号量其实就是一个变量（可以是一个整数，也可以是更复杂的纪律性变量），可以用一个信号量来表示系统中某种资源的数量，比如：系统中只有一个摄像头，就可以设置一个初值为1的信号量。

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。

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。

wait、signal原语常简称为P、V操作(来自荷兰语 proberen 和 verhogen)。因此通常的时候把 wait(S)、signal(S)两个操作分别写为P(S)、V(S)

整型信号量

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

“检查”和”上锁”一气呵成，避免了并发、异步导致的问题，但整型信号量存在的问题：不满足”让权等待”原则，会发生”忙等”。

记录量机制——记录型信号量

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

wait(S)、signal(S)也可以记为P(S)、V(S)，这对原语可用于实现系统资源的”申请”和”释放”。

S.vlaue 的初值表示系统中某种资源的数目。

对信号量S的一次P操作意味着进程请求一个单位的该类资源，因此S.value–，表示该资源数减1，当S.value

对信号量S的一次V操作意味着进程释放一个单位的该类资源，因此需要执行S.value

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