信号量是一种编程概念,经常用于解决多线程问题。我对社区的问题是:

什么是信号量,如何使用它?


当前回答

这是一个老问题,但信号量最有趣的用途之一是读/写锁,但没有明确提到。

r/w锁的工作方式很简单:为读取器消耗一个许可证,为写入器消耗所有许可证。 事实上,一个简单的r/w锁实现,但需要在读取时修改元数据(实际上是两次),这可能会成为瓶颈,但仍然比互斥锁或锁好得多。

另一个缺点是,写入也可以很容易地启动,除非信号量是公平的,或者写入在多个请求中获得许可,在这种情况下,它们之间需要一个显式的互斥。

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其他回答

想象一下,每个人都想上厕所而浴室的钥匙是有限的。如果剩下的钥匙不够多,那个人就需要等待。因此,可以将信号量看作是表示不同进程(上厕所的人)可以请求访问的卫生间(系统资源)可用的一组键。

现在想象一下两个过程同时去洗手间。这不是一个好的情况,信号量被用来防止这种情况。不幸的是,信号量是一种自愿机制,进程(我们的上厕所的人)可以忽略它(即,即使有钥匙,有人仍然可以把门踢开)。

二进制/互斥量和计数信号量之间也有区别。

请登录http://www.cs.columbia.edu/~jae/4118/lect/L05-ipc.html查看课堂讲稿。

互斥量只是一个布尔值,而信号量是一个计数器。

两者都用于锁定部分代码,这样就不会有太多线程访问它。

例子

lock.set()
a += 1
lock.unset()

现在,如果lock是一个互斥锁,这意味着无论有多少线程尝试访问受保护的代码片段,它将始终处于锁定或解锁状态(表面下是一个布尔值)。当被锁定时,任何其他线程都会等待它被前一个线程解锁/取消设置。

现在想象一下,如果lock在引擎盖下是一个具有预定义MAX值的计数器(在我们的例子中是2)。然后,如果有两个线程试图访问该资源,那么lock的值将增加到2。如果第三个线程试图访问它,它就会等待计数器低于2,以此类推。

如果lock作为一个信号量的最大值为1,那么它将完全作为一个互斥量。

信号量是一种锁定资源的方法,以保证在执行一段代码时,只有这段代码可以访问该资源。这可以防止两个线程并发访问一个资源,从而导致问题。

假设一辆出租车可以容纳3人(后面)+2人(前面),包括司机。因此,一个信号量一次只允许5个人在一辆车里。 互斥只允许一个人坐在汽车的一个座位上。

因此,互斥量是允许对资源的独占访问(如操作系统线程),而信号量是允许在同一时间访问n个资源。

这是一个老问题,但信号量最有趣的用途之一是读/写锁,但没有明确提到。

r/w锁的工作方式很简单:为读取器消耗一个许可证,为写入器消耗所有许可证。 事实上,一个简单的r/w锁实现,但需要在读取时修改元数据(实际上是两次),这可能会成为瓶颈,但仍然比互斥锁或锁好得多。

另一个缺点是,写入也可以很容易地启动,除非信号量是公平的,或者写入在多个请求中获得许可,在这种情况下,它们之间需要一个显式的互斥。

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