进程的PV操作及互斥同步实现

 在操作系统中，P、V操作是进程管理中的难点。这是1968年荷兰人Dijkstra给出的一种解决并发进程间互斥和同步关系的通用方法。

1. P、V操作的意义

定义了信号量及其上的P操作和V操作，来实现并发进程间的同步和互斥，甚至可以用来管理资源的分配。P、V操作因交换的信息量少，属于进程的低级通信。

2. 什么是信号量？

信号量（semaphore）是由一个值和一个指针构成的数据结构。值为整型变量，表示信息量的值；指针指向进程控制块（PCB）队列的队头，表示等待该信号量的下一个进程。如下图所示：

信号量的值与相应资源的使用情况有关。当它的值大于0时，表示当前可用资源的数量；当它的值小于0时，其绝对值表示等待使用该资源的进程个数。注意，信号量的初值不能为负，且其值只能由P、V操作来改变。

3. P、V操作的含义

P、V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S进行操作，具体定义如下：
P（S）：
① 将信号量S的值减1，即S=S-1；
② 如果S≥0，则该进程继续执行；否则该进程状态置为阻塞状态，进程PCB排入信号量PCB队列末尾