感性了解一下互斥和信号量

一、互斥的四个概念

我们把大家都能看到的资源叫做：公共资源

a、互斥：任何一个时刻，都只允许一个执行流在进行共享资源的访问——加锁

b、我们把任何一个时刻，都只允许一个执行流进行访问的共享资源叫做临界资源

c、临界资源需要通过代码访问，凡是访问临界资源的代码，叫做临界区。系统资源我们没怎么好管理，但是访问系统资源的代码我们却很好管理。

存在临界资源的原因主要是由于系统资源有限，多个进程或线程需要共享这些资源。如果同时有多个进程或线程同时访问一个临界资源，那么就会出现互斥访问问题，即可能会发生资源冲突，导致系统崩溃或产生错误。

因此，在设计多任务操作系统时，需要实现一些机制来保证对临界资源的访问是互斥的，如使用信号量、互斥量等同步机制，确保同一时间只有一个进程或线程访问临界资源，从而保证系统的稳定性和可靠性。

1. 共享内存：多个进程或线程需要同时访问的内存区域。

2. 文件系统：多个进程或线程需要同时读写的文件。

3. 数据库：多个进程或线程需要共享的数据库。

4. 硬件设备：多个进程或线程需要共享的硬件资源，如打印机、网络接口卡等。

5. 信号量：用于控制多个进程或线程并发访问的系统资源，如缓冲区、管道等。

6. 锁：用于控制对临界区的访问，防止并发访问造成数据不一致、竞态条件等问题。

d、原子性：只有两种状态的属性，比如：要么不做，要么做完！

二、认识信号量

举一个例子：就像我们去一个比较热门的返点吃饭一样，这家饭店里一般都是满客的状态，如果你想一去就有点吃的话，就需要预约一张桌子，然后在那天那顿饭那张桌子只有你才能落座。其他人想吃的话就只能等你离开。

在这个例子中，预约这个操作对于返点的作用是什么：

1、防止餐桌与客人数量的不匹配。

2、避免同一张桌子同时被两个客人争夺。

如果我定的是VIP包厢，只有一一张桌子，这就形成了上文说的互斥这种情况。

我们要说的信号量其实就是，一家店老板手上的一个小本本，上面时刻记录了这家店还剩下多少张桌子没有被预约出去。

也就是说，信号量本质上就是一个计数器：int count=？？

客人就是不同的执行流，餐桌就是临界区中的一个个临界资源。

比如count 初始为8，每次来一个执行流count就会-- ——————p操作

如果申请失败了：

if(count>0)
    count--;
else 
    挂起阻塞

每次一个执行流结束访问就会让count++————————————v操作

所有的进程都能看到信号量，所以它是共享资源，所以信号量的原子性对于临界区来说非常重要，同一个时刻信号量只能有一个值，不允许阻塞，要么++要么--，不能有任何的中间状态。