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

你可以通过以下方法清楚地记住不同之处:

互斥锁:用于保护关键区域, 互斥锁不能跨进程使用,只能在单个进程中使用 信号量:用于信号资源的可用性。 信号量既可以跨进程使用,也可以跨进程使用。

其他回答

互斥锁只能由获得它的线程释放。 二进制信号量可以由任何线程(或进程)发出信号。

因此,信号量更适合于一些同步问题,如生产者-消费者。

在Windows上,二进制信号量更像事件对象而不是互斥对象。

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。

虽然互斥量和信号量被用作同步原语,但它们之间有很大的区别。 在互斥锁的情况下,只有锁定或获得互斥锁的线程才能解锁它。 在信号量的情况下,等待信号量的线程可以由另一个线程发出信号。 一些操作系统支持在进程之间使用互斥量和信号量。通常使用是在共享内存中创建的。

互斥锁控制对单个共享资源的访问。它提供了获取()对资源的访问并在完成后释放()资源的操作。

信号量控制对共享资源池的访问。它提供Wait()操作,直到池中的一个资源可用,并提供Signal()操作,当它返回池时。

当一个信号量保护的资源数量大于1时,它被称为计数信号量。当它控制一个资源时,它被称为布尔信号量。布尔信号量相当于互斥量。

因此,信号量是比互斥量更高级别的抽象。互斥锁可以用信号量来实现,但不能用信号量来实现。

互斥量是任何想要解决临界区问题的算法都必须遵循的标准,而二进制信号量本身是一个可以取0和1值的变量。