一、訊號量的概念
1、訊號量的型別定義
訊號量（semaphore）的資料結構為乙個值和乙個指標，指標指向等待該訊號量的下乙個程序。訊號量的值與相應資源的使用情況有關。當它的值大於0時，表示當前可用資源的數量；當它的值小於0時，其絕對值表示等待使用該資源的程序個數。注意，訊號量的值僅能由pv操作來改變。
procedure p(var s:samephore);
procedure v(var s:samephore);
asleep(s.queue）；執行此操作的程序的pcb進入s.queue尾部，程序變成等待狀態
wakeup(s.queue）；將s.queue頭程序喚醒插入就緒佇列
s.value初值為1時，可以用來實現程序的互斥。
p操作和v操作是不可中斷的程式段，稱為原語。如果將訊號量看作共享變數，則pv操作為其臨界區，多個程序不能同時執行，一般用硬體方法保證。乙個訊號量只能置一次初值，以後只能對之進行p操作或v操作。
由此也可以看到，訊號量機制必須有公共記憶體，不能用於分布式作業系統，這是它最大的弱點。
v原語的主要操作是：
（1）sem加1；
（2）若相加結果大於零，則程序繼續執行；
（3）若相加結果小於或等於零，則喚醒一阻塞在該訊號量上的程序，然後再返回原程序繼續執行或轉程序排程。
3、使用pv操作實現程序互斥時應該注意的是：
（1）每個程式中使用者實現互斥的p、v操作必須成對出現，先做p操作，進臨界區，後做v操作，出臨界區。若有多個分支，要認真檢查其成對性。
（2）p、v操作應分別緊靠臨界區的頭尾部，臨界區的**應盡可能短，不能有死迴圈。
（3）互斥訊號量的初值一般為1。
利用訊號量和pv操作實現程序同步：
pv操作是典型的同步機制之一。用乙個訊號量與乙個訊息聯絡起來，當訊號量的值為0時，表示期望的訊息尚未產生；當訊號量的值非0時，表示期望的訊息已經存在。用pv操作實現程序同步時，呼叫p操作測試訊息是否到達，呼叫v操作傳送訊息。
4、使用pv操作實現程序同步時應該注意的是：
（1）分析程序間的制約關係，確定訊號量種類。在保持程序間有正確的同步關係情況下，哪個程序先執行，哪些程序後執行，彼此間通過什麼資源（訊號量）進行協調，從而明確要設定哪些訊號量。
（2）訊號量的初值與相應資源的數量有關，也與p、v操作在程式**中出現的位置有關。
（3）同一訊號量的p、v操作要成對出現，但它們分別在不同的程序**中。
二、對pv操作的一些理解偏差
五個問題：
1、以v原語的1、2步來做，sem不就永遠大於0，那程序不就一直迴圈執行成為死迴圈了？
2、sem大於0那就表示有臨界資源可供使用，為什麼不喚醒程序？
3、sem小於0應該是說沒有臨界資源可供使用，為什麼還要喚醒程序？
4、如果是互斥訊號量的話，應該設定訊號量sem=1，但是當有5個程序都訪問的話，最後在該訊號量的煉表裡會有4個在等待，也是說s=-4，那麼第乙個程序執行了v操作使s加1，釋放了資源，下乙個應該能夠執行，但喚醒的這個程序在執行p操作時因s＜0，也還是執行不了，這是怎麼回事呢？
5、sem的絕對值表示等待的程序數，同時又表示臨界資源，這到底是怎麼回事？
解析：1、p操作對sem減1的。p、v原語必須成對使用！從而不會造成死迴圈。
2、sem大於0的確表示有臨界資源可供使用，而且這個時候沒有程序被阻塞在這個資源上，也就是說沒有程序因為得不到這類資源而阻塞，所以沒有被阻塞的程序，自然不需要喚醒。
3、v原語操作的本質在於：乙個程序使用完臨界資源後，釋放臨界資源，使sem加1，以通知其它的程序，這個時候如果sem<0，表明有程序阻塞在該類資源上，因此要從阻塞佇列裡喚醒乙個程序來「轉手」該類資源。比如，有兩個某類資源，四個程序a、b、c、d要用該類資源，最開始sem=2，當a進入，sem=1，當b進入sem=0，表明該類資源剛好用完， 當c進入時sem=-1，表明有乙個程序被阻塞了，d進入，sem=-2。當a用完該類資源時，進行v操作，sem=-1，釋放該類資源，而這時sem<0，表明有程序阻塞在該類資源上，於是喚醒乙個。
4、當乙個程序阻塞了的時候，它已經執行過了p操作，並卡在臨界區那個地方。當喚醒它時就立即進入它自己的臨界區，並不需要執行p操作了，當執行完了臨界區的程式後，就執行v操作。
5、當訊號量sem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程序數目s大於0時表示可用的臨界資源數。注意在不同情況下所表達的含義不一樣。當等於0時，表示剛好用完。
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