用于实现线程同步的私用信号量和公用信号量之间有何差异

用于实现线程同步的私用信号量和公用信号量之间有何差异,第1张

 举例说明:

假如把整条道路看成是一个【进程】的话,那么马路中间白色虚线分隔开来的各个车道就是进程中的各个【线程】了。

①这些线程(车道)共享了进程(道路)的公共资源(土地资源)。

②这些线程(车道)必须依赖于进程(道路),也就是说,线程不能脱离于进程而存在(就像离开了道路,车道也就没有意义了)。

③这些线程(车道)之间可以并发执行(各个车道你走你的,我走我的),也可以互相同步(某些车道在交通灯亮时禁止继续前行或转弯,必须等待其它车道的车辆通行完毕)。

④这些线程(车道)之间依靠代码逻辑(交通灯)来控制运行,一旦代码逻辑控制有误(死锁,多个线程同时竞争唯一资源),那么线程将陷入混乱,无序之中。

⑤这些线程(车道)之间谁先运行是未知的,只有在线程刚好被分配到CPU时间片(交通灯变化)的那一刻才能知道。

注:

由于用于互斥的信号量sem与所有的并发进程有关,所以称之为公有信号量。公有信号量的值反映了公有资源的数量。只要把临界区置于P(sem)和V(sem)之间,即可实现进程间的互斥。就象火车中的每节车厢只有一个卫生间,该车厢的所有旅客共享这个公有资源:卫生间,所以旅客间必须互斥进入卫生间,只要把卫生间放在P(sem)和V(sem)之间,就可以到达互斥的效果。

信号量的数值仅能由P,V原语操作改变。采用P,V原语,可以把类名为S的临界区描述为When S do P(sem)临界区V(sem)od。

这里,sem是与临界区内所使用的公用资源有关的信号量。一次P原语操作使得信号量sem减1,而一次V原语操作使得信号量sem加1。必须强调的一点是,当某个进程正在临界区内执行时,其他进程如果执行了P原语操作,则该进程并不像调用lock时那样因进不了临界区而返回到lock的起点,等以后重新执行测试,而是在等待队列中等待有其他进程做V原语操作释放资源后,进入临界区,这时,P原语的执行才算真正结束。另外,当有好几个进程执行P原语操作未通过而进入等待状态之后,如有某进程作了V原语操作,则等待进程中的一个可以进入临界区,但其他进程必须等待。

P原语操作的主要动作是:

(a)sem减1;

(b)若sem减1后仍大于或等于零,则进程继续执行;

(c)若sem减1后小于零,则该进程被阻塞后与该信号相对应的队列中,然后转进程调度。

V原语操作的主要动作是:

(a)sem加1;

(b)若相加结果大于或等于零,则进程继续执行;

(c)若相加结果小于或等于零,则从该信号的等待队列中唤醒一等待进程,然后再返回原进程继续执行或转进程调度。


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