互斥與併發 2 訊號量

2021-06-13 16:55:25 字數 1276 閱讀 1809

1.訊號量(semaphore)

為了達到訊號量的預期效果,可把訊號量看做具有整數值得變數,在它之上定義三個操作:

1)  乙個訊號量可以初始化為乙個非負數

2)  semwait操作使訊號量減1(國內的教材將該操作稱為p)。如果變成負數,那麼執行semwait的程序被阻塞,並被移入阻塞佇列。否則該程序繼續執行

3)  semsignal操作使訊號量加1(國內的教材將該操作稱為v)。如果值小於或者等於零,則被semwait阻塞的某乙個程序解除阻塞。

對於訊號量的值(x)可以這樣理解:初值為n表示最多可以有n個程序同時進入臨界區;若x>=0表示還可以允許最多x個程序進入臨界區;x<0表示有x個程序在阻塞佇列中。

看一下訊號量的c語言描述:

struct semaphore 

;void semwait(semaphore s)

}void semsignal(semaphore s)

}struct binary_semaphore

value;

queuetype queue;

};void semwaitb(binary_semaphore s)

}void semsignalb(semaphore s)

}

與二元訊號量相關的乙個概念是互斥量(mutex)。兩者的關鍵區別在於為互斥量加鎖(設定其值為0)的程序和為互斥量解鎖(設定其值為1)的程序必須是同乙個程序。相比之下可能由某個程序對二元訊號量進行加鎖操作,而由另乙個程序為其解鎖。

下面是訊號量解決互斥問題的c語言描述。

const int n = /*程序數*/;

semaphore s = 1;

void p(int i)

}void main()

2.訊號量的實現

訊號量的操作必須是原子操作,可以用硬體方法實現,另外也可以用軟體方法實現。下面列出兩種硬體實現方法,當然禁用中斷的方法只能在單處理器中實現。只是為了實現互斥,因為問題的本質就是互斥。在這個互斥操作中,程序是可以被搶占的,但是其依然占有臨界區,因為訊號量值的改變,要到程序離開臨界區之後才變化。

semwait(s)

s.flag = 0;

}semsignal(s)

s.flag = 0;

}semwait(s)

else

允許中斷;

}semsignal(s)

允許中斷;

}

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