信号量,生产者消费者

本文详细介绍了信号量在解决生产者-消费者问题中的应用,通过full、empty和mutex三个信号量实现资源的同步与互斥。down和up操作确保了原子性,避免了竞争条件。此外,还探讨了信号量在中断处理中的作用以及二元信号量的概念。

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信号量(semaphore)使用一个整型变量来累计唤醒次数,供以后使用。一个信号量的取值可以为0(表示没有保存下来的唤醒操作)或者为正值(表示有一个或多个唤醒操作)。

两种操作:down和up(PV原语)(分别为一般化后的sleep和wakeup)。对一信号量执行down操作,则是检查其值是否大于0。若该值大于0,则将其值减1(即用掉一个保存的唤醒信号)并继续;若该值为0,则进程将睡眠,而且此时down操作并未结束。检查数值、修改变量值以及可能发生的睡眠操作均作为一个单一的、不可分割的原子操作完成。保证一旦一个信号量操作开始,则在该操作完成或阻塞之前,其他进程均不允许访问该信号量。这种原子性对于解决同步问题和避免竞争条件是绝对必要的。所谓原子操作,是指一组相关联的操作要么都不间断地执行,要么都不执行。

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