一、信号量是什么

就是更优于前面学的【软件方式】和【硬件方式】的一种新的【同步机制】

【具体表示方式】

；

        提示：之所以叫P、V操作是因为，发明他的科学家迪杰斯特拉是荷兰人，P是荷兰语“请求”的首字母、V是荷兰语“释放”的首字母

二、信号量分类

【整型信号量】

顾名思义，信号量的值用整型数字表示

比如当【前有10个打印机资源可用：int 信号量 = 10;】

• 具体各进程调用时：
  • 每个进程执行【wait()语句】，并传入信号量S作为参数，当一个进程开始使用该信号量代表的资源时，【信号量S-1】
  • 当一个进程在wait()语句里判断【S<=0】说明没有可用的资源了，只能在循环等待，也就是 “忙则等待” 原则
  • 直到某一进程用完资源后，执行【signal()语句】，释放资源，【信号量S+1】，其他进程才会停下wait()语句的循环，开始轮到他们使用资源，再次将信号量S-1
• 【特点】
  • 1、跟双标志先检查法有点像，都是【先检查、后上锁】
    • 但是区别是【双标志先检查法】是软件实现，不具备原子性，可以并发穿插执行各进程间的代码；【整型信号量】的操作是【原子语句】，一旦执行不被打断，所以【“检查” + “上锁”】过程是一气呵成，不会被插手打断！！！
  • 2、【整型信号量】依旧不具备【让权等待】
    • 前面说过，你有【while循环】就肯定不具备【让权等待】，因为你这个进程因为某些原因没资格使用该资源，但是又卡着循环不让别人用，发生【忙等】！

【记录型信号量】

• 他的特点就是：进程等待使用资源，是被动挂在阻塞队列中等待的
  • 而前面不管软件、硬件、整型信号量，都是各个进程自己靠循环检查资源可否使用
  • 而记录型信号量的进程不可用时，被挂在信号量的等待队列，直到资源可用时被动被唤醒
• 另外，它遵循的【让权等待】！！！！他没有循环！！！！

• 具体各进程使用资源时：
  • 1、【信号量】数据结构里记录着【信号量值】+【进程等待队列】
    • 【信号量值S.value】：
      • 【正数时】：还有几个空闲资源可以被使用
      • 【负数时】：信号量值的绝对值 = 有几个进程要用资源、却无法使用
    • 【进程等待队列S.L】：哪些进程想使用资源、却因资源被占用而暂时无法使用
  • 2、进程使用资源时
    • 注意特点：【wait()】语句是【先该值，再检查！！！】
    • 一个进程使用了一个资源，就用【wait()语句】先把【信号量值S.value-1】，再检查【信号量S.value < 0】否？是【正数】就说明还有资源可以用
  • 3、当可用资源为0，没有资源可分配，而别的进程依旧申请时
    • 【wait()】语句依旧：【先该值！！！后检查！！！】
    • 这样做的好处是：
      • 先改完值后，信号量值是【负数】时，可以直接判断出没有资源可以用，同时 【| 信号量值 | = 阻塞等待的进程数】
      • 然后在检查【信号量S.value < 0】符合后，用block语句让【申请进程】阻塞，放入信号量的【进程等待队列S.L】(运行态—>阻塞态)
  • 4、最后，一个进程用完资源，就执行【signal()】语句释放资源
    • 【signal()】直接给【信号量S.value + 1】，并把信号量里的【阻塞等待队列S.L】的队头进程用wackup语句唤醒，准备执行该进程、并使用可用资源
    • 只要【信号量值S.value<=0】，【signal()】语句就会执行wackup语句，把等待队列S.L的队头第一个进程恢复就绪状态，给予空闲资源其使用（阻塞态—>就绪态）
      • 直到【S.value>0】、【进程等待队列S.L为空】，一切又恢复到原来的样子
  • 总结【记录型信号量】：

【两种信号量对比总结】

【例题】

2、信号量的使用

回顾信号量值得意义：【代表某个资源的可用数量】

• 执行P操作后，mutex--，此时
  • 1、信号量mutex >= 0时，有可用资源，可以让进程进入临界区
  • 2、信号量mutex < 0时，没有可用资源，谁要用进程就先去阻塞队列等待

1）信号量实现【互斥】

重点大纲：

具体分析逻辑：

2）信号量实现【同步】

重点大纲：

具体实现逻辑：

3）信号量实现【前驱关系】

重点大纲：

具体实现逻辑：

        其实就是多个【信号量实现同步】的操作结合起来，有多个值为0的信号量而已，每一对前驱关系都是一个进程同步