Linux -- 进程间通信之信号量
2024-10-09 14:02:10
基本概念简述
多个线程同时访问一个共享数据，很可能造成恶劣的后果；为了保证数据访问资源的正确性和安全性，需要对线程进行"同步"
（Linux下所有的执行实体都称为任务(task)，每个任务类似于单线程的进程，共享了同一个内存空间的多个任务构成了一个进程）
- 同步
指在一个线程对数据访问未结束的时候，其他线程不得访问同一个数据，将对数据的访问原子化
- 原子操作
不可分割，不会被线程调度打断的操作
（一个程序在运行的过程中可能被优先级更高的线程中断，而有些操作是不可中断的，不然会出现无法还原的后果，这时候操作系统就需要原子操作）
线程同步
同步最常用的方式"锁"，每一个线程访问数据或资源前首先要获取锁，并在访问结束后释放锁；在锁被占用时试图获取锁，线程会进入等待，直到锁重新可用
二元信号量是最简单的一种锁，适合被一个线程独占访问的资源。它只有两种状态，占用和非占用；当一个线程获取锁后，其他线程试图获取锁将进入等待，直到该锁被释放。
互斥量类似于二元信号量，资源同时只允许一个线程访问，不同的是信号量在整个系统中允许任何线程获取并释放，即信号量可以被系统中一个线程获取，然后由另一个线程释放它；而互斥锁要求哪个线程获取互斥量，这个线程就要负责释放这个锁，其他线程释放该互斥量是无效的
- 临界资源
一次仅允许一个进程访问的资源称为临界资源，通常用互斥量控制临界资源的访问
P（测试）/ V（增加）操作
对于允许多个线程并发访问的锁成为多元信号量，简称信号量，一个初始值为N的信号量允许N个线程同时访问，线程访问资源首先获取信号量，进行如下操作（P）：
- 将信号量的值减 1
- 如果信号量的值小于 0，则进入等待
访问完资源后，线程释放信号量，进行如下操作（V）：
- 将信号量的值加 1
- 如果信号量的值小于 1，唤醒一个等待中的线程
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