操作系统学习笔记--信号量（整型信号量、记录型信号量）

    信号量是一种数据结构（可以是整型数、整型数组、链表、记录型变量（结构体））。信号量的值与相应资源的使用情况有关。信号量的值仅由P、V操作改变。

    整型信号量S（数据结构是一个整型数，用整型数代表信号可用不可用，小于等于0时不可用，大于0时可用）

    整型数P操作（wait）原语 、V操作（signal）原语（用完之后，释放资源）

wait(s): while s<=0; //do no-op //当s≤0时，循环检测s是否≤0
         s:=s-1; //s>=0时
signal(s): s:=s+1;

wait(s)和signal(s)是原子操作（最基本、最小的、中间不允许插入任何中断的操作。要执行就要执行完），只要信号量s≤0就不断测试，不满足让权等待。

缺点：不满足让权等待，空闲时仍占着CPU。

优点：实现简单。

    记录型信号量：记录型结构，

type semaphore = record  //一种结构的表示方法，定义为record类型（可以看作结构体类型）

//包含两个数据项：

value: integer; 

L : list of process; //存放进程的PCB，是一个阻塞队列

end

S.value 为资源信号量的初值，表示某类资源的数目。当s.value大于等于0时，表示系统中可用资源的实体数;当s.value＜0时，其绝对值代表等待使用资源的进程个数

wait操作：申请一个单位资源。

Procedure wait(S) Var S：semaphore；

begin S.value = S.value -1;

If S.value <0 then block(S,L)  //如果申请资源失败，使正在执行的进程进入阻塞队列（等待队列），block函数指定是哪个资源（S），和等待该资源的进程的阻塞队列（链表L）

end

该PCB链表是一个阻塞队列，当有进程申请S所代表的资源申请不到时，进入链表当中，陷入阻塞状态。

等待队列有多个，等待打印机的站在一个队列，等待磁带机的站在一个队列。（根据等待原因不同，系统当中有多个阻塞队列）。

signal操作：释放一个单位资源

Proceduce signal(S)  //S代表资源的信号量

  Var S：semaphore;

begin

S.value := S.value +1; //系统当中可用资源的数目多个一个(value >0),系统当中等待资源的进程数目少了一个(value <0)，

//当value<0时，value+1其绝对值变小

If S.value <= 0 

then wakeup(s.L) //将等待队列中的进程拿出一个放入就绪队列，（唤醒一个等待进程）

end

S.value 初值为1时（系统当中可用临界资源的个数为1），只允许一个进程访问临界资源，是互斥信号量（不能同时被占有）（互斥时，初值为1）

当value=0时，系统当中可用临界资源的个数为0；系统当中等待临界资源的进程个数为0