PV操做與信號量

一、進程一般分爲三個狀態：運行態、就緒態和阻塞態。三種狀態之間的相互轉換以下圖所示：

當調度程序選擇了另外一個進程時，當前運行的進程由運行態轉化爲就緒態；

當調度程序選擇了一個就緒狀態的進程時，該進程右就緒態轉化爲運行態；

當前運行進程等待某事件時，由運行態轉化爲阻塞態。

當等待的事件發生時，由阻塞態轉化爲就緒態。

二、信號量概念：

信號量是最先出現的用來解決進程同步與互斥問題的機制。　

信號量（Saphore）由一個值和一個指針組成，指針指向等待該信號量的進程。信號量的值表示相應資源的使用狀況。信號量S>=0時，S表示可用資源的數量。執行一次P操做意味着請求分配一個資源，所以S的值減1；當S<0時，表示已經沒有可用資源，S的絕對值表示當前等待該資源的進程數。請求者必須等待其餘進程釋放該類資源，才能繼續運行。而執行一個V操做意味着釋放一個資源，所以S的值加1，若此時S<=0，表示有某些進程正在等待該資源，所以要喚醒一個等待狀態的進程，使之運行下去。

注意，信號量的值只能由PV操做來改變。

三、關於PV操做容易產生的一些疑問：

 

1，S大於0那就表示有臨界資源可供使用，爲何不喚醒進程？

S大於0的確表示有臨界資源可供使用，也就是說這個時候沒有進程被阻塞在這個資源上，因此不須要喚醒。

 

2，S小於0應該是說沒有臨界資源可供使用，爲何還要喚醒進程？

V原語操做的本質在於：一個進程使用完臨界資源後，釋放臨界資源，使S加1，以通知其它的進程，這個時候若是S<0，代表有進程阻塞在該類資源上，所以要從阻塞隊列裏喚醒一個進程來「轉手」該類資源。好比，有兩個某類資源，四個進程A、B、C、D要用該類資源，最開始S=2，當A進入，S=1，當B進入S=0，代表該類資源恰好用完， 當C進入時S=-1，代表有一個進程被阻塞了，D進入，S=-2。當A用完該類資源時，進行V操做，S=-1，釋放該類資源，由於S<=0，代表有進程阻塞在該類資源上，因而喚醒一個。

 

3，若是是互斥信號量的話，應該設置信號量S=1，可是當有5個進程都訪問的話，最後在該信號量的鏈表裏會有4個在等待，也是說S=-4，那麼第一個進程執行了V操做使S加1，釋放了資源，下一個應該可以執行，但喚醒的這個進程在執行P操做時因S<0，也仍是執行不了，這是怎麼回事呢？

當一個進程阻塞了的時候，它已經執行過了P操做，並卡在臨界區那個地方。當喚醒它時就當即進入它本身的臨界區，並不須要執行P操做了，當執行完了臨界區的程序後，就執行V操做。

 

4，S的絕對值表示等待的進程數，同時又表示臨界資源，這究竟是怎麼回事？

當信號量S小於0時，其絕對值表示系統中因請求該類資源而被阻塞的進程數目.S大於0時表示可用的臨界資源數。注意在不一樣狀況下所表達的含義不同。當等於0時，表示恰好用完。