十三、临界资源，临界区

一、临界资源

被多个进程能够看到的公共资源 叫做 临界资源。（管道和共享内存都叫临界资源，只是管道是安全的，共享内存是不安全的）
如果没有对临界资源进行任何保护，对于临界资源的访问，双方进程在进行访问的时候，就都是乱序的，可能会因为读写交叉而导致的各种乱码，废弃数据，等访问控制方面的问题。（例如父子进程的任意printf，因为显示器就是父子进程的临界资源）。

二、临界区

对多个进程而言，进程代码中，有大量的代码，只有一部分代码，会访问临界资源，这部分访问临界资源的代码，叫做，临界区。

原子性：我们把一件事情，要不没做，要么做完了——原子性——没有中间状态。
互斥：任何时刻，只允许一个进程，访问临界资源。

注意：共享内存没有进行同步与互斥。

三、信号量，信号灯

（一）信号量

信号量本质是一个计数器。定义：信号量是一个计数器，这个计数器对应的PV操作(V ++ P --)是原子的。
信号量的PV操作：V ++归还资源，P --申请资源。
你怎么证明放映厅里面特定的座位是你的呢?——我只要买到了票，这个座位就是我的。

看电影为类比，假设一个放映厅(临界资源)有100个座位（座位就是临界资源的一小块），100个座位对应100张票，用cnt计数：cnt=100，if(cnt <= 0) wait ；else return cnt–；卖一张票，cnt–，卖完了就等待。这个cnt就类似于信号量。

二元信号量：只能为0或为1的信号量称为二元信号量。为1的时候，表现的就是互斥特性。
——类比看电影，这时一个放映厅(临界资源)就一个座位，只能一个人（进程）进入，当一个人进入坐上这个座位看电影时，这个行为就是互斥访问。

常规信号量：多元信号量:
多个人看电影不是直接冲进放映厅抢座位，而是去抢票 -> 本质就是对 信号量(int cnt = 100) 进行抢占申请
任何人想看电影——必须先申请计数器cnt——如果申请成功，就一定能看到电影
任何进程想访问临界资源——必须现申请信号量——如果申请成功，就一定能访问临界资源中的一部分资源[信号量(1,0)互斥]

你怎么证明放映厅里面特定的座位是你的呢?——我只要买到了票，这个座位就是我的。

（二）信号量操作

sem： – :申请资源： P
sem：++：释放资源：V
信号量对应的操作是PV操作，PV操作是原子的。

共享内存不做访问控制，可以通过信号量进行对资源保护!

创建 释放 对应操作 查看 删除

shmget：创建共享内存 shmctl shmat，shmdt ipcs -m ipcrm -m
msgget：创建消息队列 msgctl msgsnd，msgrcv ipcs -q ipcrm -q
semget：创建信号量 semctl semop -> +1 -1 PV ipcs -s ipcrm -s

结构体的第一个元素的地址，在数字上和结构体整体的地址大小是一样的!

信号量主要用于实现同步操作，只要资源数大于0就表示可获取，可访问。若要使用信号量模拟实现互斥，则需要初始化资源计数为1，表示资源只有一个，则只有一个执行流能访问！