在操作系统中，使用PV操作对进程中的临界区进行同步与互斥。PV操作都是一个原语，是不会被打断的。PV操作针对的是信号量，所谓信号量，就是记录某信号当前状态的一个量。
从直观上来理解，P操作就是测试信号量S的是否有资源，若没有，则加入到S的等待队列中；V操作就是释放对S的资源，并唤醒S的等待队列中的第一个进程。
一般来说，比较经典的互斥与同步的问题有：生产者与消费者问题，读者写者问题，哲学家就餐问题，巴拿马运河问题，等等。下面对这些问题进行分析。
生产者与消费者问题，现在考虑最简单的情况，只有一个生产者和一个消费者，且只有一个缓冲区，那么，消费者必须在生产者生产后（缓冲区非空）才能取产品消费，即他们之间是同步的关系；生产者生产后必须在缓冲区未满时送出产品；那么，定义一个信号量S1（初值为0）来标识缓冲区非空，信号量S2（初值为1）来标识缓冲区非满。
对于消费者，其操作为：
while(true)
{
P（S1）；
取产品；
V（S2）；
消费
}
对于生产者，其操作为：
while(true)
{
消费；
P（S2）；
送产品；
V（S1）；
}
当然，这是最简单的生产者与消费者问题，在大多数情况下，生产者和消费者往往是多个的，缓冲也是多个的，那么，就需要加入互斥的操作，会稍微复杂一点，在此不再赘述。
读者写者问题是这样的，有一群写者和一群读者，写者在写同一本书，读者也在读这本书，多个读者可以同时读这本书，但是，只能有一个写者在写书，并且，读者必写者优先，也就是说，读者和写者同时提出请求时，读者优先。当读者提出请求时需要有一个互斥操作，另外，需要有一个信号量S来当前是否可操作。
对于读者，其操作为：
while(true)
{
P（mutex）；
readCount++
if（readCount==1）
P（S）；
V（mutex）；
读书
P（mutex）；
readCount--；
if（readCount==1）
V（S）；
V（mutex）；
}
对于写者，其操作为：
while(true)
{
P（S）；
写；
V（S）；
}
关于哲学家就餐问题和巴拿马问题，也都是很经典的问题，限于时间问题，笔者不准备再做详细的分析。
总之，PV操作在进程的同步于互斥中起着至关重要的作用，在多线程的编程中也是经常会用到。
发表评论 
打印本文
推荐本文
加入收藏
返回顶部
关闭窗口
