二进制信号量和互斥量之间有区别吗?或者它们本质上是相同的?


当前回答

既然上面的答案都不能消除困惑,这里有一个答案可以消除我的困惑。

Strictly speaking, a mutex is a locking mechanism used to synchronize access to a resource. Only one task (can be a thread or process based on OS abstraction) can acquire the mutex. It means there will be ownership associated with mutex, and only the owner can release the lock (mutex). Semaphore is signaling mechanism (“I am done, you can carry on” kind of signal). For example, if you are listening songs (assume it as one task) on your mobile and at the same time your friend called you, an interrupt will be triggered upon which an interrupt service routine (ISR) will signal the call processing task to wakeup.

来源:http://www.geeksforgeeks.org/mutex-vs-semaphore/

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二进制信号量和互斥量的区别: 所有权: 信号量甚至可以从非当前所有者发出信号(发布)。这意味着您可以简单地从任何其他线程发布,尽管您不是所有者。

信号量是进程中的公共属性,它可以简单地由非所有者线程发布。 请用粗体字标出这个区别,这意味着很多。

互斥锁用于阻塞关键区域,而信号量用于计数。

除了互斥对象有一个所有者之外,这两个对象还可以针对不同的用途进行优化。互斥锁被设计为只保留很短的时间;违反这一点会导致糟糕的性能和不公平的调度。例如,一个正在运行的线程可能被允许获取一个互斥量,即使另一个线程已经被阻塞在这个线程上。信号量可以提供更多的公平性,或者可以使用几个条件变量强制实现公平性。

在看了上面的帖子后,这个概念对我来说很清楚。但仍有一些挥之不去的问题。所以,我写了一小段代码。

当我们试图给出一个信号量而不接收它时,它就会通过。但是,当你试图给出一个互斥量而不获取它时,它会失败。我在Windows平台上进行了测试。启用USE_MUTEX使用MUTEX运行相同的代码。

#include <stdio.h>
#include <windows.h>
#define xUSE_MUTEX 1
#define MAX_SEM_COUNT 1

DWORD WINAPI Thread_no_1( LPVOID lpParam );
DWORD WINAPI Thread_no_2( LPVOID lpParam );

HANDLE Handle_Of_Thread_1 = 0;
HANDLE Handle_Of_Thread_2 = 0;
int Data_Of_Thread_1 = 1;
int Data_Of_Thread_2 = 2;
HANDLE ghMutex = NULL;
HANDLE ghSemaphore = NULL;


int main(void)
{

#ifdef USE_MUTEX
    ghMutex = CreateMutex( NULL, FALSE, NULL);
    if (ghMutex  == NULL) 
    {
        printf("CreateMutex error: %d\n", GetLastError());
        return 1;
    }
#else
    // Create a semaphore with initial and max counts of MAX_SEM_COUNT
    ghSemaphore = CreateSemaphore(NULL,MAX_SEM_COUNT,MAX_SEM_COUNT,NULL);
    if (ghSemaphore == NULL) 
    {
        printf("CreateSemaphore error: %d\n", GetLastError());
        return 1;
    }
#endif
    // Create thread 1.
    Handle_Of_Thread_1 = CreateThread( NULL, 0,Thread_no_1, &Data_Of_Thread_1, 0, NULL);  
    if ( Handle_Of_Thread_1 == NULL)
    {
        printf("Create first thread problem \n");
        return 1;
    }

    /* sleep for 5 seconds **/
    Sleep(5 * 1000);

    /*Create thread 2 */
    Handle_Of_Thread_2 = CreateThread( NULL, 0,Thread_no_2, &Data_Of_Thread_2, 0, NULL);  
    if ( Handle_Of_Thread_2 == NULL)
    {
        printf("Create second thread problem \n");
        return 1;
    }

    // Sleep for 20 seconds
    Sleep(20 * 1000);

    printf("Out of the program \n");
    return 0;
}


int my_critical_section_code(HANDLE thread_handle)
{

#ifdef USE_MUTEX
    if(thread_handle == Handle_Of_Thread_1)
    {
        /* get the lock */
        WaitForSingleObject(ghMutex, INFINITE);
        printf("Thread 1 holding the mutex \n");
    }
#else
    /* get the semaphore */
    if(thread_handle == Handle_Of_Thread_1)
    {
        WaitForSingleObject(ghSemaphore, INFINITE);
        printf("Thread 1 holding semaphore \n");
    }
#endif

    if(thread_handle == Handle_Of_Thread_1)
    {
        /* sleep for 10 seconds */
        Sleep(10 * 1000);
#ifdef USE_MUTEX
        printf("Thread 1 about to release mutex \n");
#else
        printf("Thread 1 about to release semaphore \n");
#endif
    }
    else
    {
        /* sleep for 3 secconds */
        Sleep(3 * 1000);
    }

#ifdef USE_MUTEX
    /* release the lock*/
    if(!ReleaseMutex(ghMutex))
    {
        printf("Release Mutex error in thread %d: error # %d\n", (thread_handle == Handle_Of_Thread_1 ? 1:2),GetLastError());
    }
#else
    if (!ReleaseSemaphore(ghSemaphore,1,NULL) )      
    {
        printf("ReleaseSemaphore error in thread %d: error # %d\n",(thread_handle == Handle_Of_Thread_1 ? 1:2), GetLastError());
    }
#endif

    return 0;
}

DWORD WINAPI Thread_no_1( LPVOID lpParam ) 
{ 
    my_critical_section_code(Handle_Of_Thread_1);
    return 0;
}


DWORD WINAPI Thread_no_2( LPVOID lpParam ) 
{
    my_critical_section_code(Handle_Of_Thread_2);
    return 0;
}

信号量允许您发出“使用资源完成”的信号,即使它从未拥有该资源,这一事实使我认为在信号量的情况下,拥有和发出信号之间存在非常松散的耦合。

它们的同步语义非常不同:

互斥对象允许对给定资源的序列化访问,即多个线程等待一个锁,一次一个,正如前面所说,线程拥有锁,直到锁完成:只有这个特定的线程可以解锁它。 二进制信号量是一个值为0和1的计数器:任务阻塞在它上,直到任何任务执行sem_post。信号量宣布资源可用,并提供等待机制,直到发出可用信号。

因此,可以将互斥锁视为在任务之间传递的令牌,将信号量视为交通红灯(它向某人发出信号,表示可以继续进行)。