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P（pass）V(vrijgeven)操作，信号量：semaphore 互斥量：mutex PV操作是一种实现进程互斥与同步的有效方法。PV操作与信号量的处理相关，银行排队举例：博物馆参

news 来源：原创 2024/4/29 13:17:45

信号量：semaphore

互斥量：mutex

PV操作是一种实现进程互斥与同步的有效方法。PV操作与信号量的处理相关，

银行排队举例：

博物馆参观问题

理发师问题

PV操作

生产者——消费者问题：v(empty) 什么意思

信号量：semaphore

互斥量：mutex

PV操作是一种实现进程互斥与同步的有效方法。PV操作与信号量的处理相关，

P操作意味着请求分配一个资源.

V操作意味着释放一个资源

信号量的值只能通过PV操作来改变。

P表示通过的意思，V表示释放的意思。 P、V(或wait()、signal())

PV操作是典型的同步机制之一。用一个信号量与一个消息联系起来

当信号量的值为0时，表示期望的消息尚未产生；

当信号量的值非0时，表示期望的消息已经存在。

用PV操作实现进程同步时，调用P操作测试消息是否到达，调用V操作发送消息。

银行排队举例：

某银行提供1个服务窗口和10个供顾客等待的座位。顾客到达银行时，若有空座位，则到取号机上领取一个号，等待叫号。取号机每次仅允许一位顾客使用。当营业员空闲时，通过叫号选取一位顾客，并为其服务

semaphore empty = 10; //空位数初值
semaphore full = 0; //已使用
semaphore mutex = 1; //互斥访问叫号机
semaphore service = 0; //控制服务同步关系
process 顾客i
{
    P(empty); //等空位，在营业员那边V,所以是一个同步关系
    P(mutex);// 从取号机取号；
    V(mutex);//释放取号机
    V(full);//营业员那边在P，也是一个同步关系
    P(service); //营业员那边在V，同步关系
}
process 营业员
{
    while(1)
    {
        P(full); 
        V(empty);
        V(service);
        为顾客服务；
    }
}

博物馆参观问题

某博物馆最多可容纳500人同时参观，有一个出入口，该出入口一次仅允许一个人通过。参观者的活动描述如下： cobegin 参观者进程i： { … 进门； … 参观； … 出门； … } coend

Semaphore empty=500； //博物馆可以容纳的最多人数 
Semaphore mutex=1； //用于出入口资源的控制
 cobegin 参观者进程i：
 { 
 P(empty)；
 P(mutex)； 进门；
 V(mutex)； 参观；
 P(mutex)； 出门；
 V(mutex)；
 V(empty)；
 } coend

理发师问题

有一个理发师，一把理发椅和 N 把供等候理发的顾客坐的椅子。
如果没有顾客，则理发师便在理发师椅子上睡觉；
当一个顾客到来时，必须唤醒理发师进行理发；
如果理发师正在理发时又有顾客来到，则如果有空椅子可坐，他就坐下来等，如果没有空椅子，他就离开。
为理发师和顾客各编一段程序（伪代码）描述他们的行为，要求不能带有竞争条件。

int wait = 0; //顾客等待的数量
semaphore mutex = 1; //互斥访问 wait
semaphore barber = 0; //理发师信号量
semaphore customer = 0; //顾客的信号量
//理发师
void barber() {
	while (true) {
		P(customer); //等待顾客来理发
		P(mutex); //申请互斥访问wait
		wait = wait - 1; // 等待人数减少一人
		V(mutex);//释放临界资源
		V(barber);//让理发师去理发
		进行理发;
	}
}
//顾客
void customer () {
	while (true) {
		P(mutex);//申请互斥访问wait
		if (wait < 10) { //代表10把椅子没有坐满 还可以坐人
			wait = wait + 1 ;
			V(mutex);
			V(customer );
			P(barber);//等待理发师来理发
			去理发;
		} else {
			//人满了 顾客直接离开
			V(mutex);
		}
	}
}

PV操作

PV操作：由P操作原语和V操作原语组成（原语是不可中断的过程），对信号量进行操作如下：P(S)是将信号量S减1，若S>=0则P(S)执行完毕，否则执行P(S)的进程置为阻塞状态，进入等待队列；V(S)是将信号量S加1，若S<=0则释放一个因执行P(S)而等待的进程。
信号量（semaphore）：其数据结构为一个值和一个指针，指针指向等待该信号量的下个进程。S>=0时，S表示可用资源的数量；S<0时，表示没有可用的资源请求者必须等待别的进程释放该类资源。信号量可以解决进程同步（私有信号量）与互斥（公有信号量）。
临界区（critical section）：是指一个访问公共资源的程序片段，而这些公共资源又无法同时被多个进程/线程访问的特性。即进程间的互斥（公有信号量，也称互斥信号量）
进程的状态：就绪状态（ready）：进程已获得除处理器外的所需资源，等待分配处理器资源，只要分配了处理器资源进程就可执行。运行状态（runing）：进程占用处理器资源，处于此状态的进程数小于等于处理器数目。阻塞状态（blocked）：由于进程等待某种条件，在条件满足之前无继续执行。