信号量机制
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篇首语：本文由小常识网(cha138.com)小编为大家整理，主要介绍了信号量机制相关的知识，希望对你有一定的参考价值。
信号量机制
知识总览图
引子
信号量机制定义
P就相当于wait就相当于wait(S),意思是进入区的检查和上锁原语操作；
V就相当于signal就相当于signal(S),意思是退出区的解锁原语操作；
信号量机制–整型信号量
首先要知道什么叫做"忙等"和"让权等待"?
忙等待：如果进程不能访问临界区，那么此进程会一直占用CPU，一直申请进入临界区操作，直到申请成功。
让权等待:如果进程不能访问临界区，即申请临界区失败，那么会主动的阻塞，让出CPU,如sleep()睡眠进程其实就是一种让权等待，当进程访问临界区失败时，睡眠的进程会sleep一段时间，醒来后继续运行。
下图中:
wait方法是一个原语，里面的代码会一气呵成的执行，中间不允许被打断；while(S<=0)此句代码是检查临界区是否可以访问，如果S>0,那么循环是不满足条件的，这个时候进程是可以访问临界区的，S=S-1是给临界区上锁，S本来等于1，这个时候P0进程是可以访问临界区的，但是在上锁之后，S就变成了0，这个时候其它的进程如P1就不可以访问临界区了，因为执行while(S<=0)语句时会发生死循环，这和双标志先检查法逻辑是相同的，但是不同的是，这里因为用到了wait原语，检查和上锁是一气呵成的，中间不允许被打断，这就避免了在双标志先检查法中并发、异步导致的问题；但是整型信号量这种方式不满足让权等待，即如果一个进程访问临界区失败的话，会一直执行while循环语句，进入忙等，而不会主动的放弃CPU的使用权。
上图中如果进程P0执行了wait操作之后，那么其他的进程都会卡在wait原语中的while循环的地方，一直循环，无法进入临界区。
信号量机制–记录型信号量
上图中的value就代表剩余资源的数目，比如资源是打印机，并且只有1个打印机，那么value的初始值就是1，假如只有一个线程A，那么线程A执行wait操作，先执行S.value–,之后value的值变成了0，然后执行if(S.value<0)不满足条件，因此线程A不会阻塞；假如有两个进程，进程A和进程B，进程A先执行wait原语，之后value的值变成了0，然后线程B执行wait原语，这个时候value的值变成-1，因为if条件满足，所以线程B会执行block(S.L),然后线程B会被放入到L这个等待队列中，这样就满足了“让权等待”；等到线程A执行signal退出区的解锁原语，会先让s.value++，然后value此时的值为0，但是初始值value的值等于1有一台打印设备，现在为什么变成0了呢？就是因为有另外一个线程执行了wait原语操作，让value的值减去了1。并且这个线程现在肯定是在L阻塞队列中，所以如果value的值小于等于0，那么肯定说明L阻塞队列中存在被阻塞的进程，我们需要把它主动唤醒，而wakeup(S.L)的作用就是主动唤醒L队列中的一个进程。
下面是一个记录型信号量的例子：
假设某计算机系统中有2台打印机，如下图:
然后CPU切换到了P1进程，如下图:
接着CPU切换到了P2进程，如下图:
接着CPU切换到了P3进程，如下图:
接着CPU执行P0进程的sinnal(S)退出区的解锁原语，这个时候，剩余资源数会加一，所以value会变成-1，然后会唤醒等待队列的链表头部的进程也即是P2，最后会把打印机资源分配给P2进程，如下图:
记录型信号量的简单总结，如下图:
以上是关于信号量机制的主要内容，如果未能解决你的问题，请参考以下文章
操作系统 王道考研2019 第二章：进程管理 -- 信号量机制（整型 / 记录型信号量）原语P / V操作用信号量机制实现进程互斥同步前驱关系