信号量在信息科学中的定义是什么?为什么会有信号量互斥问题?

2023-01-05 15:45:22 来源:创视网

信号量:

当使用共享内存的通信方式,如果有多个进程同时往共享内存写入数据,有可能先写的进程的内容被其他进程覆盖了。

因此需要一种保护机制,信号量本质上是一个整型的计数器,用于实现进程间的互斥和同步。

信号量代表着资源的数量,操作信号量的方式有两种:

P操作:这个操作会将信号量减一,相减后信号量如果小于0,则表示资源已经被占用了,进程需要阻塞等待;如果大于等于0,则说明还有资源可用,进程可以正常执行。

V操作:这个操作会将信号量加一,相加后信号量如果小于等于0,则表明当前有进程阻塞,于是会将该进程唤醒;如果大于0,则表示当前没有阻塞的进程。

信号量实现互斥:

信号量初始化为1

进程 A 在访问共享内存前,先执行了 P 操作,由于信号量的初始值为 1,故在进程 A 执行 P 操作后信号量变为 0,表示共享资源可用,于是进程 A 就可以访问共享内存。

若此时,进程 B 也想访问共享内存,执行了 P 操作,结果信号量变为了 -1,这就意味着临界资源已被占用,因此进程 B 被阻塞。

直到进程 A 访问完共享内存,才会执行 V 操作,使得信号量恢复为 0,接着就会唤醒阻塞中的线程 B,使得进程 B 可以访问共享内存,最后完成共享内存的访问后,执行 V 操作,使信号量恢复到初始值 1。

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