信号量中的PV操作含义

最新推荐文章于 2025-06-15 16:59:20 发布
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文章标签： 进程 信号量 PV操作 共享内存
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本文链接：https://blog.youkuaiyun.com/wuyoujianzaq/article/details/75044913
本文介绍了计算机科学中PV操作的概念及其在进程间通信中的应用。PV操作源自荷兰语，通过两个信号量实现进程间的同步：一个用于数据可用性，另一个用于空间可用性。文章详细解释了如何使用PV操作来协调两个进程之间的读写活动。

摘要生成于 C知道 ，由 DeepSeek-R1 满血版支持， 前往体验 >

中国读者常常不明白这一同步机制为什么叫PV操作，原来这是狄克斯特拉用荷兰文定义的，因为在荷兰文中，通过叫passeren，释放叫vrijgeven，PV操作因此得名。这是在计算机术语中不是用英语表达的极少数的例子之一。

这里使用共享内存以2个进程的单向读写作一个简单例子，使用2个信号量（这里以2个int型变量为例）分别表示数据和空间。

1、在进程使用共享内存之前，先进行信号量的初始化

把数据信号量置为0，意指无数据；把空间信号量置为1，意指空间可用。


2、进程A意图向共享内存写入数据X

1）首先对空间信号量进行P操作，即申请共享内存写入使用权限，这里将空间信号量-1，执行2）

2）进行写入操作

3）对数据信号量进行V操作，即释放共享内存使用权限，这里将数据信号量+1，意指空间存在数据，可读


3、进程B对共享空间进行数据的读取

1）对数据信号量进行P操作，申请共享内存读取使用权限，阻塞模式时，若数据信号量为0，则等待数据填充，直到数据信号量大于0，将数据信号量-1，执行2）

2）进行读取操作

3）对空间信号量进行V操作，即释放空间使用权限，这里将数据信号量+1，意指空间数据已读取，可写

 


PV操作
重剑无锋
09-07 2624
进程间的制约进程1、进程2共享打印机缓冲区（公有资源），显然它们应互斥地向缓冲区写数据——间接制约进程1、进程2共享它们之间的缓冲区（私有资源），显然应同步地使用缓冲区——直接制约产生制约的原因进程并发执行——>资源共享资源有限——>资源竞争制约的分类1.间接制约（由共享和竞争公共资源引起的制约）一组在异步环境下的并发进程，由于不允许并发进程交叉使用共享公有资源，从而限制各进程的执行速度的过程称为
16、信号量机制（PV操作）-进程的互斥（打印机资源管理）
天涯雨的博客
05-09 825
Linux下C编程；信号量机制（PV操作）-进程的互斥（打印机资源管理）
信号量与PV操作的详细关系
08-05
信号量与PV操作PPT,详细介绍操作系统中,信号量与PV操作的关系
【FreeRTOS-信号量】
最新发布
weixin_43251807的博客
06-15 989
FreeRTOS信号量
Linux的信号量
肖肖的博客
10-31 1840
信号量（semaphore）与已经介绍过的 IPC 结构不同，它是一个计数器。信号量用于实现进程间的互斥与同步，而不是用于存储进程间通信数据。 ** 1、特点 ** 1、信号量用于进程间同步，若要在进程间传递数据需要结合共享内存。 2、信号量基于操作系统的 PV 操作，程序对信号量的操作都是原子操作。 3、每次对信号量的 PV 操作不仅限于对信号量值加 1 或减 1，而且可以加减任意正整数。 4、支持信号量组。 例子：就像一个房间，信号量相当于开门的钥匙，房间相当于连接资源（一次仅允许一个进程使用的资源；如
信号量PV操作
fuhanga123的博客
10-27 1462
信号量与PV操作 linux PV操作理解 PV操作的含义：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，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S³0，则该进程继续执行；否则该进程置为等待状态，排入等待队列。     V（S）：①将信号量S的值加1，即S=S+1；        
Linux的信号量 && PV操作 && 加解锁 && 信号（重要）
m0_73975164的博客
05-16 784
为了让信号量可以向共享内存一样让不同的进程看到，从而申请与释放，因此信号量也必须是一个共享资源，而作为一个共享资源，信号量除了要保证临界资源的安全外还要保护自己的安全，3、进程对于资源的访问，本质上是通过代码访问的，但并不是所有的代码都会去访问共享资源，即进程中的代码 = 会访问共享资源的代码 + 不会访问共享资源的代码。（A进程申请一个全局生命周期的信号量，那么其它与A进程没有“血缘”关系的进程就不可能看到这个信号量，更别提当其它进程访问临界资源时该信号量能干什么事了）用于释放信号量，将信号量的值加1。
手把手教你如何玩转操作系统（信号量和PV操作专题）
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Cs_hnu_scw的博客
05-05 1万+
     请认真看完本篇专题文章哦，我相信，如果你是认真，用心看完我的这篇文章，我认为你，针对开始点击这篇文章的初衷，肯定可以解决你的疑惑~~~~那么，往下看~----------一：信号量的本质   信号量（semaphore）的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一个进程。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...
进程同步和信号量 PV操作
qq_35945835的博客
04-20 682
今天看了一下进程同步和PV操作，下面是自己的理解 首先用python模拟了生产者消费者问题，代码如下： import threading import random BUFFER_SIZE = 10 buffer = [[]] * 10 counter = 0 in_ = 0 out_ = 0 item = 0 def productor(): global in_, buffer, counter, item while 1: # 发信号停 whi
【linux】信号量与PV操作 （进程和线程的同步）
小鱼菜鸟的博客
06-11 1049
目录 1、基本含义 使用PV操作实现进程互斥时应该注意的是： 2、例子：生产者/消费者模型 3.代码实现信号量 信号量分类：进程间信号量、线程间信号量 在计算机操作系统中，PV操作是进程管理中的难点。 1、基本含义 什么是信号量？信号量(semaphore)的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一个进程。信...
操作系统信号量PV练习题
06-13
操作系统PV信号量的几道练习题，考试前可以复习一下
什么是PV操作
qq_15821487的博客
06-11 2033
P操作（Proberen，测试）：当你想要使用卫生间时，你需要执行P操作。在并发编程中，多个进程或线程可能会同时访问共享资源，PV操作可以用来确保这些访问是同步的，以防止竞态条件和数据不一致的问题。V操作（Verhogen，增加）：当你使用完卫生间后，你需要执行V操作。这就像是你把门打开，然后将计数器加1，这样其他人就可以知道卫生间是空的，可以使用了。计数器开始时设置为1，表示卫生间是空的。在操作系统中，PV操作就是用类似的方式来控制多个进程或线程对共享资源的访问，确保一切井然有序，不会出现混乱。
Linux基础（四）——信号量与PV操作
lixiangsheng2012的博客
10-26 5790
在计算机操作系统中，PV操作是进程管理中的难点。1、基本含义      什么是信号量？信号量（semaphore）的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一个进程。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。      PV操作的含义：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）...
PV操作,信号量
weixin_45617356的博客
04-28 3354
PV操作与信号量的处理相关，P表示通过的意思，V表示释放的意思。 互斥: 不能同时存取，取值只能是1或0，是要保证临界资源在某一时刻只能被一个进程访问。 同步: 按一定的制约顺序和速度执行。 互斥信号量，P通过，V释放，只能1个。同步信号量，初值为0或者n， 例如仓库存放，仓库可以放N个产品。 产品放入仓库，初值为0。 某企业的生产流水线上有2名工人P1 和P2，1名检验员P3。P1将初步加工的半成品放入半成品箱B1，P2从半成品箱B1取出继续加工，加工好的产品放入成品箱B2，P3从成品箱B2
【嵌入式总复习】PV操作的定义
weixin_51911075的博客
12-03 1054
PV操作必须是原子操作：信号量本质就是用于保护临界资源的，不可能用信号量去保护信号量，所以信号量的PV操作必须是原子操作。V操作一般信号量P操作负责分配资源，没有资源等待进入阻塞队列；V操作负责释放资源，在阻塞队列不为空时唤醒某个进程进入临界区
【中级软考】PV操作是什么？（passeren【通过、申请资源、减量】、vrijgeven【释放、释放资源、增量】【荷兰文】）（用于进程间同步）
Dontla的博客
03-03 1890
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表示通过的意思，V表示释放的意思。 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。 信号量 信号量的概念和PV操作是荷兰科学家E.W.Dijkstr...
信号量之间的PV操作
程序猿养成记
11-19 1447
1.信号量实现线程之间的PV操作，实现线程同步和互斥的数据模型？  （1）.sem_init函数  函数作用：初始化信号量  函数原型：int sem_init(sem_t *sem,int pshared, unsigned int value)  参数：sem：信号量指针  Pshared：决定信号量能否在几个进程间共享，一般取0  Value：信号量的初始值  （2）.信号的操
操作系统信号量（PV操作）
weixin_73111027的博客
11-07 5029
操作系统信号量、PV操作以及经典同步问题
信号量和PV操作
03-12
<think>好的，我现在需要帮助用户理解信号量及PV操作的概念和用法。首先，我应该回顾一下用户提供的参考资料，确保自己准确掌握了相关知识。用户提到了引用[1]和引用[2]，里面讲到了信号量机制是用于解决互斥与同步问题的，PV操作是原语，分别是wait和signal。 首先，我需要解释信号量的基本概念，包括整型信号量和记录型信号量。用户可能不太清楚信号量的具体定义，所以应该从基础开始。信号量其实是一个变量，用来表示资源的数量，而PV操作则是用来操作这个变量的原语，不可中断。 接下来，要区分互斥和同步的应用场景。互斥是确保同一时间只有一个进程访问临界资源，而同步则是协调进程的执行顺序。需要举例子说明，比如生产者-消费者问题，这样用户更容易理解。 然后，PV操作的具体步骤需要详细说明。比如P操作是申请资源，如果资源不足则阻塞；V操作是释放资源并唤醒等待的进程。这里要注意信号量的数值变化以及可能的状态转换。 用户可能容易混淆P和V的作用，或者不理解为什么信号量值小于0时表示有进程在等待。这部分需要用简单的语言解释清楚，比如当信号量为负数时，绝对值代表等待的进程数。 另外，用户可能想知道实际中如何应用PV操作，所以给出代码示例会有帮助。例如用伪代码展示互斥锁的实现，或者生产者-消费者的同步机制。但要注意用户提供的参考资料中没有代码，所以可能需要用伪代码或步骤描述。 还需要注意用户的问题中提到了“同步机制”，所以应该强调信号量在同步中的作用，比如如何确保进程按特定顺序执行。比如，在生产者-消费者中，生产者生产后V操作增加资源，消费者在P操作中等待资源。 最后，生成的相关问题要覆盖常见的疑问点，比如死锁、实际应用、与其他机制的比较等，这样用户可以有进一步学习的路径。 现在，整理这些思路，确保结构清晰，分点解释，并且引用正确的资料。避免使用复杂术语，用中文口语化表达，同时保持专业准确。检查是否符合用户给出的格式要求，比如数学表达式用$...$，独立公式用$$...$$，但当前内容可能较少涉及数学公式，不过如果有的话需要正确应用。 总结，回答的结构应该是：信号量定义、PV操作原语、实现互斥、实现同步、注意事项，最后是相关问题。每个部分简明扼要，必要时举例说明，并正确标注引用来源。</think>### 信号量及PV操作详解 #### 1. 信号量的定义 信号量（Semaphore）是操作系统中用于实现**进程同步与互斥**的机制，本质是一个变量（可以是整数或更复杂的结构）。 - **整型信号量**：表示某种资源的剩余数量，例如$S=3$表示系统中有3个可用资源[^1]。 - **记录型信号量**：包含资源计数和等待队列，例如： $$ typedef struct { int value; Queue *wait_queue; } Semaphore; $$ #### 2. PV操作原语 PV操作是信号量机制的核心，通过**原子性原语**（不可中断）实现： - **P操作（Wait/S申请资源）**： - 若$S \geq 0$，分配资源，$S=S-1$； - 若$S < 0$，进程阻塞并加入等待队列[^2]。 - **V操作（Signal/S释放资源）**： - $S=S+1$； - 若$S \leq 0$，从等待队列唤醒一个进程。 #### 3. 实现互斥 通过**二元信号量（互斥锁）**控制临界区访问： 1. 初始化信号量$S=1$； 2. 进程进入临界区前执行P(S)； 3. 退出临界区后执行V(S)。 例如： ```C Semaphore S = 1; Process A() { P(S); // 临界区操作 V(S); } ``` #### 4. 实现同步 通过信号量协调进程执行顺序。以**生产者-消费者问题**为例： - **同步条件**：缓冲区满时生产者等待，缓冲区空时消费者等待。 - **实现**： - 定义信号量$empty=N$（空闲缓冲区数），$full=0$（已用缓冲区数）； - 生产者代码： ```C P(empty); // 申请空闲缓冲区 // 生产数据并放入缓冲区 V(full); // 增加已用缓冲区 ``` - 消费者代码： ```C P(full); // 申请已用缓冲区 // 取出数据并消费 V(empty); // 释放空闲缓冲区 ``` #### 5. 注意事项 - **信号量初值**：根据资源类型设定（互斥锁初始为1，同步信号量初始为0或N）。 - **避免死锁**：PV操作需成对出现，且顺序不能颠倒（例如先P(empty)再P(mutex)）。 - **信号量含义**：若$S<0$，绝对值表示等待该资源的进程数。
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