pv操作实现多进程同步和互斥
本篇文章，讲解了PV操作的作用，举了两个情景模拟pv操作的应用原理，同时讲解了PV操作涉及到的基本概念，并且在文章的最后用伪代码写了pv操作过程。
要理解PV操作，请先看两个场景：
场景1：飞机场售票窗口进程
Process Pi(i=1,2,3,…,n)
Begin
查找当天机票剩余量A
If A>1 then
A=A-1;
售出一张票
Else 输出票以售完
End
若同时有5个窗口执行该程序，如果5个程序同时并发执行，同时取到相同的票数（实际情况中：用锁就能解决该问题，不会取到相同的票数，此处只是为说明pv操作），则售了5张票，而实际票数只减了1张。
场景2：进程A向缓存中写数据（缓存只存一条数据），进程B从缓存存数据。如果在B未取走数据前就写入数据，数据会被覆盖；若A还没写入新数据前B写入一次数据，则会读取到旧数据，怎么保证两个进程能够同步执行？
情景一为互斥问题，当一个进程读取并修改数据的时候，另一个进程不能读取数据；情景二为同步问题，只有在进程A写入数据后，B才能读数据，否则可能读到空数据或者重复数据；B读取完，A才能写入数据，否则可能数据还没有读的时候就被覆盖掉。
使用PV操作可以解决上面的两个问题，pv操作通过观察信号量，从而控制多个进程间同步或互斥使用资源。
理解PV操作需要理解几个重要的概念：临界区，P操作，V操作，同步和互斥。
进程的互斥：若干个进程都要访问某一共享资源时，任何时刻最多只允许一个进程使用该资源，其他要使用该资源的进程必须等待，知道该资源的占用者释放进程。
进程的同步：并发进程间存在一种制约关系，一个进程的执行依赖另一个进程的消息，当一个进程没有得到另一个进程的消息时等待，知道消息到达才被唤醒。
临界区：当N个进程都要访问同一个变量时，我们把与共享变量有关的程序段成为临界区。所有涉及该变量的临界区成为相关临界区。
信号量：表示临界区的进程是否可以往下执行，用S signal 代表信号量 ，s>0,代表当前变量或资源可以使用，该进程可以执行；S=0，表示当前无资源，当前进程不可往下执行；s<0表示当前有等待使用资源的进程，并且该负数的绝对值代表等待资源的进程数
p操作：判断调用P操作的进程是否可以获得资源并往下执行，如果信号量减一后大于0，将会往下执行，否则继承进入等待队列；
用代码表示：
Procedure P（Var S:Semaphore）;
Begin
s=s-1;
If s<0 then W(s);
End;{P}
V操作：进程释放一个变量或资源，信号量加一，若等待队列有进程，则释放一个等待进程（该进程获取资源并执行）
Procedure V（Var S:Semaphore）;
Begin
s=s+1
if S<=0 then r(s)
end
那么了解了PV操作和相关的概念后，我们可以试着用PV操作解决文章开始的两个场景了：
解决场景一：将PV操作将如到场景一的伪代码中
Begin
S：semaphore //定义信号量
S=1；
Process Pi(i=1,2,3,…,n)
Begin
查找当天机票剩余量A
P（S）； //进行P操作，当前的信号量减1大于等于0，则继续进行，否则等待资源
If A>1 then
A=A-1;
V(S) //将当前变量或资源释放，将信号量加一，结果如果小于等于0，则唤醒一个进程
售出一张票
Else 输出票以售完
End
End
那么此时，由于将信号量设置为1，只能有一个进程访问并修改机票数量，因此不会出现问题。
有此可见，当信号量为正时，信号量的数值代表有几个可用资源，为0时，表示当前没有可用资源，为负值时说明当前有进程在等待资源。
解决场景二：
Begin
Buffer：integer
SA，SB：semaphore；
SA=1，SB=0；//定义A进程的信号量和B进程的信号量
Process A
Begin
L1: 向缓存中写入一个数据Data;
P（SA）; //进行P操作，判断当前进程A是否可以向缓存写入数据
Buffer=Data;
V(SB); //A进程写入说后，将B进程的信号量加一，告诉B进程可以进行读数据了
Goto L1;
End ;
Process B
Begin
L2: P(SB); //进行P操作，判断当前进程B是否可以从缓存读数据
从缓存取出一个数据Data;
V(SA); //读完数据后，将A进程的信号量加一，告诉A进程可以写入数据了
用取出的数据进行计算；
Goto L2;
End
End
PV操作解决了多个进程间共享数据和资源时，误操作的问题，保证了安全的共享资源。