信号量原理

2022-02-25 08:34:42 浏览数 (1)

信号量:信号量是基于软件互斥或硬件互斥方法实现的一种用于同步和互斥的机制。信号量只有两种操作原语:wait, signal

一.整型信号量 整型信号量用于描述临界资源的个数。

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s=10; 表示一个初始资源数量为10的信号量
wait(s) {
	while (s <= 0);
	s --;
}

signal(s) {
	s   ;
}

缺点:违背“让权等待”的同步原则,由于当信号量所表示的资源数目<=0时,而此时该进程的时间片还未用完,便会不断运行while(s<=0),从而造成cpu资源的浪费,违背“让权等待”的原则。

二.记录型信号量 为了解决整型信号量中在wait原语中违背“让权等待”的原则的问题,记录型信号量提出新的想法,设置一个阻塞队列,当s.value<=0时,便将改成挂到阻塞队列队尾,以免造成对cpu时间的浪费。 记录型信号量是一个结构题,包含对临界资源数量的描述以及阻塞队列。

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typedef struct semaphore {
	int value; // 描述临界资源的数量
	queue<process*> blockQue; // 阻塞队列
}sem;


void wait(sem s) {
	s.value --;
	if (s.value < 0) {
		blockQue.push(this process);
		block(blockQue);
		调用block原语,进行自我阻塞,放弃CPU的使用权
	}
}

void signal(sem s) {
	s.value   ;
	if (s.value <= 0) {
		process* head=blockQue.front();blcokQue.pop();
		wakeup(head);
		使用wakeup原语唤醒进程   阻塞态->就绪态
	}
}

三.用法 对于整型信号量: 当用于同步时,信号量的初始值设置为0。同步是为了规定不同进程的执行的先后顺序,在实际开发中,可能会有两个进程需要相互合作完成某项任务,比如,前者执行的结果是后者的初始值。

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int x=10;
sem s=0;

A() {
	x   ;
	v(s);
}

B() {
	p(s);
	cout << x << endl;
}

当用于互斥时,信号量的初始值设置为1。当信号量的初始值为1时,表示临界资源的格式为1个,当不同进程使用临界资源时,需要互斥的使用。

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int x=10;//临界资源
sem s=1;

A() {
	p(s);
	x   ;
	v(s);
}

B() {
	p(s);
	cout << x << endl;
	v(s);
}

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