一 信号量
信号量是操作系统提供的一种协调共享资源访问的方法,用信号量表示系统资源的数量.
信号量是一种抽象数据类型,由一个整形(sem)变量和两个原子操作组成
- P() ,sem减1,如sem<0,进入等待,否则继续
- V(),sem加1,如果sem<=0,唤醒一个等待进程
信号量是被保护的整数变量,初始化完成后,只能通过P(),V()操作修改,由操作系统保证,PV操作是原子操作.
p()可能阻塞,V()不会阻塞
信号量分类
-
二进制信号量:资源数目为0或者1
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资源信号量:资源数目为任意非负值
- 信号量的使用
互斥访问:临界区的互斥访问控制
条件同步:线程间的事件等待
生产者-消费者问题
问题分析:
- 任何时刻只能有一个线程操作缓冲区(互斥访问)
- 缓存区为空时,消费者必须等待生产者(条件同步)
- 缓冲区为满时,生产者必须等待消费者(条件同步)
二 管程
管程是一种用于多线程互斥访问共享资源的程序结果
- 采用面向对象方法,简化了线程间的同步控制
- 任一时刻最多只有一个线程执行管理代码
- 正在管程中的线程可临时放弃管程的互斥访问,等待事件出现时恢复
管程的使用 - 在对象/模块中,收集相关的共享数据
- 定义访问共享数据的方法
- 一个锁 (控制管程代码的互斥访问)
- 0或者多个条件变量(管理共享数据的并发访问)
条件变量是管程内的等待机制
进入管程的线程因资源被占用而进入等待状态
每个条件变量表示一种等待原因,对应一个等待队列
wait()操作
将自己阻塞在等待队列中
唤醒一个等待者或释放管程的互斥访问
Signal()操作
将等待队列中的一个线程唤醒
如果等待队列为空,则等同空操作
管程解决生产者-消费者问题
