信号量机制实现进程互斥

主要步骤

1. 分析并发进程的关键活动，划定临界区（例如：对打印机等临界资源的访问就应放在临界区内）
2. 设置互斥信号量，常命名为mutex，初值为1（因为一般情况下对临界区的访问同一时间只能存在一个进程）
3. 在临界区之前执行P(mutex)
4. 在临界区之后执行V(mutex)

示例

semaphore mutex=1;
P1(){
    ...
    P(mutex)
    临界区代码段...
    V(mutex)
    ...
}

P2(){
    ...
    P(mutex)
    临界区代码段...
    V(mutex)
    ...
}

注意

• 对不同的临界资源需要设置不同的互斥信号量（mutex1，mutex2）
• P,V操作必须成对出现，缺少P就不能保证临界资源的互斥访问，缺少V就会导致资源永远不被释放，等待进程永远不能唤醒

信号量机制实现进程同步

进程同步的目的在于让各个本来异步并发的进程按要求有序推进

P1(){
    代码1;
    代码2;
    代码3;
}

P2(){
    代码4;
    代码5;
    代码6;
}

例如，在上面的P1和P2进程中，由于异步性导致程序执行顺序并不确定，但我们必须保证代码1和代码2在代码4之前执行，此时就需要使用进程同步机制实现

用信号量实现进程同步的步骤

1. 分析什么地方需要实现“同步关系”，即保证“一前一后”执行的两个操作
2. 设置同步信号量：S，初值为0
3. 在“必须先执行的操作”之后执行V(S)
4. 在“必须后执行的操作”之前执行P(S)

示例

semaphore S=0; //初始化同步信号量，初值为0

P1(){
    代码1;
    代码2;
    //代码1和代码2是必须先执行的操作
    //所以在它们之后执行V(S)
    V(S); 
    代码3;
}

P2(){
    //代码4是必须后执行的操作
    //所以在它前面执行P(S)
    P(S);
    代码4;
    代码5;
    代码6;
}

若先执行了P1进程，执行完代码1和代码2后，进行V操作，则信号量S++后S=1，之后执行P2进程时，执行P操作判断S=1>0所以表示有可用资源可以继续执行，S–后S=0，不会执行block原语被阻塞，可以继续往下执行代码4

若先执行P2进程，由于P操作判断S=0表示没有可用资源，所以执行block原语，主动请求阻塞P2进程，直到P1进程执行完代码1和代码2后到V操作发现S=-1表示等待队列中有进程在等待资源，所以其主动唤醒P2进程，P2进程得以继续执行代码4

信号量机制实现前驱关系

一共有六个进程P1,P2…P6，其中进程P1中有代码S1，P2中有代码S2，…P6中有代码S6，这些代码要求按如下前驱图所示的顺序执行

主要步骤

其实每一对前驱关系都是一个进程同步问题（需要保证一前一后的操作），所以

1. 要为每一对前驱关系各设置一个同步变量
2. 在“必须先执行操作”之后对相应同步变量执行V操作
3. 在“必须后执行操作”之前对相应同步变量执行P操作

不难看出，前驱关系本质上还是更复杂的进程同步问题