进程同步-信号量机制

1、整型信号量

• 除初始化外，仅能通过两个标准的原子操作wait(S)和signal(S)来访问，很长时间以来，这两个操作一直被称为P、V操作，wait和signal操作可描述如下

  wait(S){
    while (S<=0) {
      S--;
    }
  }
  signal(S){
    S++;
  }
  

2、记录型信号量

• 在整型信号量机制中的wait操作，只要是信号量S<=0就会不断的测试，不满足让权等待的原则，所以，在信号量机制中出了需要有一个用于记录整型变量value外，还应该增加一个进程链表指针list，用于连接上述的所有等待进程。

  typedef struct{
    int value;
    struct process_control_block *list;
  }semaphore
  wait(semaphore *S){
    S->value--;
    if(S->value<0)block(S->list)
  }
  signal(semaphore *S){
    S->value++;
    if(S->value<=0)wakeup(S->list);
  }
  

• 在本机制中，S->value为资源信号量（表示资源的数目）

• 对他进行wait操作即P，意味着该资源数减少1，因此描述为S->value–；当检测到value<0是表示该类资源分配完毕，所以调用block原语，进行自我阻塞，并插入信号链表S->list中，可见，本机制遵循了让权等待的原则，此时value的绝对值表示阻塞的进程数。

• 对信号量的每次signal操作即V操作，表示进程释放一个单位的资源，若value的值仍然<0（说明链表中仍然存在阻塞的进程）所以调用wakeup原语，将list中等待的一个进程唤醒。

3、AND型信号量

• 对于多个进程访问多个临界资源会有可能发生死锁现象

• AND同步机制的基本思想是：将进程在整个运行过程中所需要的所有资源，一次性全部的分配给进程，待进程使用完后再一起释放（要么全给，要么一个不给）这样就可以避免死锁的发生。

• 所以AND型信号量应该这样

wait(s1,s2,s3,sn){
  if(s1>=1&&s2>1&&.....)
}
signal(s1,s2,s3,sn){
  s1++；
  s2++;
  ...
}

4、信号量集

• 在记录型信号量中，每次让资源减少一个单位，效率比较低，切会增加死锁的概率。

• 信号量集，就是为资源设置下限，ti，即要求Si>=ti否则不予分配