信号量和PV操作

Posted 2021-05-25 gccchao

进程有就绪、运行和阻塞三种状态。

 

进程三个状态之间转换通过PV操作实现。PV操作是针对信号量的P操作和V操作。

 

信号量

信号量是最早出现的用来解决进程同步与互斥问题的机制。　

信号量（Saphore）由一个值和一个指针组成，指针指向等待该信号量的进程。信号量的值表示相应资源的使用情况。

信号量S>=0时，S表示可用资源的数量。

 

PV操作

在说明这两类问题之前首先解释一些相关的概念：

PV操作：一种实现进程互斥与同步的有效方法，包含P操作与V操作。

P操作：使 S=S-1 ，若 S>=0 ，则该进程继续执行，否则排入等待队列。

V操作：使 S=S+1 ，若 S<0 ,唤醒等待队列中的一个进程。

 

 

　
关于PV操作容易产生的一些疑问：

原文链接：https://blog.csdn.net/liushuijinger/article/details/7586656

 

1，S大于0那就表示有临界资源可供使用，为什么不唤醒进程？

S大于0的确表示有临界资源可供使用，也就是说这个时候没有进程被阻塞在这个资源上，所以不需要唤醒。

 

2，S小于0应该是说没有临界资源可供使用，为什么还要唤醒进程？

V原语操作的本质在于：一个进程使用完临界资源后，释放临界资源，使S加1，以通知其它的进程，这个时候如果S<0，表明有进程阻塞在该类资源上，因此要从阻塞队列里唤醒一个进程来“转手”该类资源。比如，有两个某类资源，四个进程A、B、C、D要用该类资源，最开始S=2，当A进入，S=1，当B进入S=0，表明该类资源刚好用完， 当C进入时S=-1，表明有一个进程被阻塞了，D进入，S=-2。当A用完该类资源时，进行V操作，S=-1，释放该类资源，因为S<0，表明有进程阻塞在该类资源上，于是唤醒一个。

3，如果是互斥信号量的话，应该设置信号量S=1，但是当有5个进程都访问的话，最后在该信号量的链表里会有4个在等待，也是说S=-4，那么第一个进程执行了V操作使S加1，释放了资源，下一个应该能够执行，但唤醒的这个进程在执行P操作时因S<0，也还是执行不了，这是怎么回事呢？

当一个进程阻塞了的时候，它已经执行过了P操作，并卡在临界区那个地方。当唤醒它时就立即进入它自己的临界区，并不需要执行P操作了，当执行完了临界区的程序后，就执行V操作。

 

4，S的绝对值表示等待的进程数，同时又表示临界资源，这到底是怎么回事？

当信号量S小于0时，其绝对值表示系统中因请求该类资源而被阻塞的进程数目.S大于0时表示可用的临界资源数。注意在不同情况下所表达的含义不一样。当等于0时，表示刚好用完。