本文介紹操作系統(tǒng)進(jìn)程管理的兩個核心概念：

• 信號量
• PV操作

一、信號量介紹

1.1 信號量引入

信號量（Semaphore）1965年由Dijkstra引入的。信號量一般由一個值是一個變量，其值有可能是0，或者一個正數(shù)，或者是負(fù)數(shù)：

• 0表示沒有資源可以使用
• 大于0，標(biāo)識可用資源的數(shù)量
• 小于0，其絕對值表示等待這個資源的進(jìn)程的個數(shù)

針對信號量，Dijkstra提出了兩個操作：

• P操作
• V操作

信號量的值只有通過PV操作來完成。

1.2 PV原語操作（atomic action）

PV操作里面會有一些列步驟，這些步驟是一個原語操作（atomic action），類似于數(shù)據(jù)庫的事務(wù)，要么同時成功，要么同時失敗。

二、P操作

P操作流程

P操作核心：如果有資源（信號量大于0），則繼續(xù)執(zhí)行，否則阻塞自己（處于睡眠等待信號量的狀態(tài)）

三、V操作

V操作流程

四、關(guān)鍵點

?

• P/V操作必須成對出現(xiàn)，這樣就不會出現(xiàn)死循環(huán)

• 信號量大于0的確表示有臨界資源可供使用，而且這個時候沒有進(jìn)程被阻塞在這個資源上，也就是說沒有進(jìn)程因為得不到這類資源而阻塞，所以沒有被阻塞的進(jìn)程，自然不需要喚醒。

• 原語操作的本質(zhì)在于：一個進(jìn)程使用完臨界資源后，釋放臨界資源，使信號量加1，以通知其它的進(jìn)程，這個時候如果信號量<=0，表明有進(jìn)程阻塞在該類資源上，因此要從阻塞隊列里喚醒一個進(jìn)程來“轉(zhuǎn)手”該類資源。比如，有2個某類資源，三個進(jìn)程A、B、C、D要用該類資源，最開始信號量=2，當(dāng)A進(jìn)入，信號量=1，當(dāng)B進(jìn)入信號量=0，表明該類資源剛好用完，當(dāng)C進(jìn)入時信號量=-1，表明有一個進(jìn)程被阻塞了（C會被阻塞），D進(jìn)入，信號量=-2（D繼續(xù)阻塞）。當(dāng)A用完該類資源時，進(jìn)行V操作，信號量=-1，釋放該類資源，而這時信號量<0,表明有進(jìn)程阻塞在該類資源上，于是喚醒一個。

• ?當(dāng)一個進(jìn)程阻塞了的時候，它已經(jīng)執(zhí)行過了P操作，并卡在臨界區(qū)那個地方。當(dāng)喚醒它時就立即進(jìn)入它自己的臨界區(qū)，并不需要執(zhí)行P操作了，當(dāng)執(zhí)行完了臨界區(qū)的程序后，就執(zhí)行V操作。

• 當(dāng)信號量信號量小于0時，其絕對值表示系統(tǒng)中因請求該類資源而被阻塞的進(jìn)程數(shù)目。S大于0時表示可用的臨界資源數(shù)。注意在不同情況下所表達(dá)的含義不一樣。當(dāng)?shù)扔?時，表示剛好用完。

轉(zhuǎn)載于:https://www.cnblogs.com/Brake/p/Operating_System_Semaphore_And_PV_Action.html

總結(jié)

以上是生活随笔為你收集整理的Operating System-进程/线程内部通信-信号量和PV操作的全部內(nèi)容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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