理解同步的PV操作

Posted 2020-11-10

PV操作是Edsger Dijkstra提出的一种经典的解决同步不同执行线程的问题的方法，这种方法是基于一种叫信号量的特殊变量来实现的。

 简单理解为就是通过共享变量+信号量实现的一种同步机制，其应用与生产者消费者模型，读写问题等领域。
  在Java中有基于AQS实现的Semaphore信号量类。

 wiki对于其名字来源的解释

https://en.wikipedia.org/wiki/Semaphore_(programming)#Operation_names

可以做出以下对比：
P（down/signal/release/pend/try to reduce）
V (up/wait/acquire/post/try to increase)
通俗的讲，P操作对应加锁，V操作对应解锁。加锁对应的是P将信号量减1，并阻塞其他线程，解锁对应的是V将信号量加1，并唤醒某一个线程。
在Java的ReentrantLock类中，lock方法对应acquire(1)方法，unlock对应release(1)，是否与上面定义不一致？不是的，在p操作加锁中，对应release，其实是对于一个事物的两种表达而已。对于p操作，进入共享区的线程可以理解为release信号量，但是给别的线程加锁，lock。

下面画图理解：

三个线程同时访问共享区，t1先进入，执行p操作，将信号量s从1置为0，此时t2，t3程在进入共享区的话，发现s=0，p操作会挂起t2，t3。当t1离开共享区的时候，执行v操作，将信号量s从0置为1，并且唤醒t2或者t3，然后t2又将信号量s从1置为0，重复上面动作，从而返回循环该pv操作。
可以看出，p操作阻塞其他线程，也就是加锁。v操作唤醒其他线程。也就是解锁。