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

@Craig:

信号量是一种锁定 资源,这样才有保证 当执行一段代码时, 只有这段代码可以访问 该资源。这保留了两个线程 从并发访问资源, 这可能会导致问题。

这不仅仅局限于一个线程。信号量可以配置为允许固定数量的线程访问资源。

其他回答

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。

进一步阅读:

信号量是一个包含自然数(即大于或等于零的整数)的对象,在自然数上定义了两个修改操作。一个运算V,给自然数加1。另一个操作,P,将自然数减少1。这两个活动都是原子的(即没有其他操作可以与V或P同时执行)。

因为自然数0不能减少,所以在包含0的信号量上调用P将阻塞调用进程(/thread)的执行,直到该数字不再为0,P可以成功(原子地)执行为止。

正如在其他回答中提到的,信号量可用于将对某个资源的访问限制为最大(但可变的)进程数。

信号量也可以用作…信号量。 例如,如果有多个进程将数据排队到队列中,而只有一个任务使用队列中的数据。如果您不希望您的消费任务不断地轮询队列以获取可用数据,您可以使用信号量。

在这里,信号量不是用作排除机制,而是用作信号机制。 消费任务正在等待信号量 生产任务正在发送信号量。

这样,当且仅当有数据要退出队列时,消费任务才会运行

互斥:对资源的独占成员访问

信号量:对资源的n个成员访问

也就是说,互斥可以用来同步对计数器、文件、数据库等的访问。

信号量可以做同样的事情,但支持固定数量的同时调用者。例如,我可以将我的数据库调用包装在一个信号量(3)中,这样我的多线程应用程序将最多3个同时连接到数据库。所有的尝试都将被阻塞,直到三个插槽中的一个打开。它们让简单的节流变得非常简单。

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。

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