有一環形緩衝池，包含n個緩衝區（0~n-1）。有兩組程序：一組生產者程序和一組消費者程序，生產者程序向空的緩衝區中放產品，消費者程序從滿的緩衝區中取走產品
p1、p2(生產者執行緒)各生產出乙個產品，系統共有兩個產品
作業系統實現程序同步的機制，它通常由同步原語組成
訊號量與pv操作
管程訊息傳遞
將交通管制中多種顏色的訊號燈管理交通的方法引入作業系統，讓兩個或多個程序通過特殊變數展開互動。
原語是作業系統核心中執行時不可中斷的過程，即原子操作
兩個訊號量的操作原語
利用訊號量和p、v操作既可以解決併發程序的競爭問題，又可以解決併發程序的協作問題
隨著訊號量的發展，先後出現了以下幾種形式的訊號量：整型訊號量、結構型訊號量、訊號量集機制
(1)資料型別：整型量s
(2)操作：
(3)原子操作：操作不能被中斷
(4) p(s)、v(s)操作定義
(5) s初值：一般取可用資源數目
缺陷：未遵循「讓權等待」原則 若s=0，則程序便在while s≤0 do no-op無限迴圈進行等待，白白浪費cpu時間 為實現讓權等待（當程序不能進入臨界區，應該立即釋放處理機，防止程序忙等待），引進了結構性訊號量機制
(1)解決問題：讓權等待
(2)辦法：等待時阻塞自己
(3)資料結構
typedef struct semaphore
p(s)、v(s)操作定義
(1)解決問題
克服整型及記錄型訊號量一次僅能獲得乙個單位的一種臨界資源（乙個單位是指乙個訊號量+對應的pv操作），從而容易導致死鎖（違背有限等待原則）的缺陷 （如果有多個訊號量容易導致死鎖）。
(2) and 同步機制思想：對於程序在整個執行過程中需要的所有資源，要麼一次性地全部分配給該程序，要麼乙個也不分
(3)資料結構：類同記錄型訊號量的資料結構
(4)操作定義
swait（s1 , s2 , … , sn ）
if s1≥1 and … and sn≥1 then
for i:=1 to n do
si := si -1;
endfor
else
將程序放在與si相關聯的阻塞佇列，si是最先發現小於1的，並且將程序的程式計數器置於swait操作的開頭;
endif
ssignal（s1 , s2 , … , sn ）
for i:=1 to n do
si := si + 1;
將與si相關聯的阻塞佇列中的所有程序移出放入到就緒佇列;
endfor
(1)解決問題： 某程序一次需要n個某類臨界資源時，避免執行n次p操作 當資源量《下限值時不分配
(2)資料結構：訊號量s，需求值d，下限值t
(3)操作定義
swait（s1 , t 1,d1； … ； sn , tn , dn ）
if s1≥ t 1 and … and sn≥ tn then
for i:=1 to n do
si := si - di;
endfor
else
將程序放在與si相關聯的阻塞佇列,si是最先發現小於ti的,並且將程序的程式計數器置於swait操作的開頭;
endif
ssignal（s1 ,d1 , … , sn ,dn ）
for i:=1 to n do
si := si + di ;
將與si相關聯的阻塞佇列中的所有程序移出放入到就緒佇列;
endfor
為臨界資源設一互斥訊號量mutex，初值為1，將臨界區置於p(mutex)和v(mutex)之間， p(mutex)和v(mutex)一定成對出現在同乙個程序中
對於兩個併發程序，互斥訊號量的值僅取1、0和-1三個值
五位哲學家圍坐一張圓桌，桌上放五根筷子，每位哲學家只能拿起與他相鄰的兩根筷子吃飯 哲學家的生活方式是交替地進行思考和進餐
操作描述：第i位哲學家的活動如下：
semaphore fork[5];
for (int i=0;i<5;i++) fork[i]=1;
cobegin
process philosopher_i()
}coend
若每個哲學家都各自拿起他左邊的一根筷子，然後再去拿他右邊的筷子時，將都拿不到右邊的筷子，大家又都不會放下手中的筷子，大家在相互等待別人釋放筷子，系統於是進入死鎖狀態
1）至多允許有四位哲學家同時去拿左邊的筷子，最終保證至少有一位哲學家能夠進餐，（至多可以有兩位哲學家能夠進餐）
此時已經有四位哲學家拿起了筷子，所以哲學家4不能再拿筷子了，哲學家3可以拿起筷子4，從而擁有兩根筷子可以吃飯
2）僅當哲學家的左右兩根筷子均可用時，才允許他拿起筷子進餐。這種方案可以採用and訊號量機制來實現
3）規定奇數號哲學家先拿他左邊的筷子，然後再去拿右邊的筷子；偶數號哲學家先拿他右邊的筷子，然後再去拿左邊的筷子
semaphore fork[5];
for (int i=0;i<5;i++) fork[i]=1;
cobegin
process philosopher_i()
}coend
資料結構：
操作要求：多個生產者程序之間、多個消費者程序之間、生產者程序與消費者程序之間均能正確同步
操作描述：
注意：1）在每個程式中用於互斥的p（mutex）和v（mutex）必須成對出現。
2）對資源訊號量empty和full的操作也同樣必須成對出現，但它們在不同的程式中。
3）在每個程式中的多個p操作順序不能顛倒，否則容易引起死鎖 ，程序應先申請資源訊號量p(empty)/p(full)，再申請互斥訊號量p(mutex)！
s. value大於0那就表示有臨界資源可供使用，為什麼不喚醒程序？
s大於0的確表示有臨界資源可供使用，而且這個時候沒有程序被阻塞在這個資源上，也就是說沒有程序因為得不到這類資源而阻塞，所以沒有被阻塞的程序，自然不需要喚醒。
s. value小於0應該是說沒有臨界資源可供使用，為什麼還要喚醒程序？
v原語操作的本質在於：乙個程序使用完臨界資源後，釋放臨界資源，使s加1，以通知其它的程序，這個時候如果s<0，表明有程序阻塞在該類資源上，因此要從阻塞佇列裡喚醒乙個程序來「接手」該類資源。比如，有兩個某類資源，四個程序a、b、c、d要用該類資源，最開始s=2，當a進入，s=1，當b進入s=0，表明該類資源剛好用完， 當c進入時s=-1，表明有乙個程序被阻塞了，d進入，s=-2。當a用完該類資源時，進行v操作，s=-1，釋放該類資源，而這時s<0，表明有程序阻塞在該類資源上，於是喚醒乙個。
作業系統訊號量
本文將針對較為簡單的生產者消費者問題，給出利用訊號量解決問題的方法。生產者 能產生並投放資源的程序 消費者 單純使用 消耗 資源的程序 問題表述 一組 生產者程序和一 組消費者程序 設每組有多個程序 通過緩衝區發生聯絡。生產者程序將生產的產品 資料 訊息等統稱為產品 送入緩衝區，消費者程序從中取出產...
作業系統 訊號量
代表了一類物理資源，是相應的物理資源的抽象，通常為整型或結構體型，除了初始化之外，其他情況下只能使用p v進行操作 執行一次p s 則s.value減一，若執行p s 之後s.value 0,則表示該類資源可用，否則不可用 執行一次v s 則s.value加一，若執行v操作以後，s.value的值仍...
作業系統之 訊號量機制
訊號量機制是一種卓越成效的程序同步工具，訊號量機制已經被廣泛的使用於單處理機，和多處理系統的計算機網路中。訊號量s 是乙個整數，s大於等於零代表可供併發程序使用的資源實體數，當 s小於零時則表示正在等待使用臨界區的程序數，整型訊號量 整型訊號量定義乙個用於表示資源數目的整型量數目s 但是僅能通過兩個...