使用监视器编写信号量

Posted 2023-02-16

【中文标题】使用监视器编写信号量

【英文标题】：Writing a semaphore using a monitor

【发布时间】：2019-09-10 15:17:31

【问题描述】：

我正在做这个练习，我不知道如何解决它：

使用监视器构建信号量：请定义变量 val（ 信号量值）和 Qu（条件类型），其上将是 如果调用 qWait() 发现 val = 可能会暂停该进程 0. 实现它和 qSignal()，定义初始化信号量的代码。

我想出了这个：

monitor Semaphore 
   integer val;
   condition Qu;     //value > 0

   procedure qWait() 
      val--;
      if (val < 0)
         Qu.wait();
   

   procedure qSignal() 
      val++;
         Qu.signal();
   

   Semaphore(int init) 
      val = init;
   

您认为这是正确的解决方案吗？

【问题讨论】：

考虑改为在codereview.stackexchange.com 上提问。

我认为这不是代码审查问题；这是我需要一些帮助的问题，发帖人已经展示了他迄今为止所做的尝试。

【参考方案1】：

我不熟悉您编写此代码的编程语言。如果我可以假设一次只能在 monitor 中主动执行一个执行线程，那么我认为您的实现足够了。如果不是这种情况，那么您需要一些额外的代码来处理它。

使用简单语言，比如C，可以帮助阐明需求。实现信号量（或监视器）需要互斥体和条件变量，如下所示：

struct Sem 
    int value;
    mutex lock;
    condvar cond;
;
int qsignal(struct Sem *s) 
    Lock(&s->lock);
    if (++(s->val) <= 0) 
       Signal(&s->cond);
    
    Unlock(&s->lock);
    return 0;

int qwait(struct Sem *s) 
    Lock(&s->lock);
    if (s->val-- <= 0) 
        Wait(&s->cond, &s->lock);
    
    Unlock(&s->lock);

请注意，这两个函数都包含在一个锁中，以防止 Sem 结构在执行时发生变化。 Wait() 函数以原子方式释放锁并阻塞调用者，直到 cond 为 Signaled()。一旦发出信号，它就会重新获取锁（必要时等待），然后继续。

您可以看到与您的代码的结构相似性；但锁定转换更加明确。我希望这会有所帮助！