信号量是一种变量或抽象数据类型,用于控制并发系统(如多任务操作系统)中多个进程对公共资源的访问。信号量的概念是由荷兰计算机科学家Edsger Dijkstra在1962年发明的。信号量通常是一个变量,用于解决关键部分问题,并在多处理环境中实现进程同步。
在并发编程中,信号量通常是一个整数变量,初始化为系统中存在的资源数量。除了初始化之外,信号量的值只能由两个函数修改:wait()和signal()。
限制为值0和1(锁定/解锁,可用/不可用)的信号量称为二进制信号量,用于实现锁定。另一方面,允许任意资源计数的信号量称为计数信号量。
在并发编程中,互斥锁是程序中用作锁的对象,用于协商线程之间的互斥。互斥是信号量的特例;它是一个互斥对象,用于同步对资源的访问。互斥对象只允许一个线程进入受控部分,迫使试图访问该部分的其他线程等待,直到第一个线程从该部分退出。
程序启动时,将使用uniquename创建互斥锁。在此阶段之后,需要该资源的任何线程在使用该资源时都必须从其他线程锁定互斥锁。当不再需要数据或例程完成时,互斥锁被设置为解锁。
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比较基础 | 信号量 | 互斥 |
描述 | 信号量是一种信号机制,等待信号量的线程可以由另一个线程发出信号。 | 互斥锁是一种锁定机制,确保一次只有一个线程可以获取互斥锁并进入关键部分。 |
意图 | 信号量用于进程。 | 互斥是线程。 |
自然界 | 信号量是原子的,但本质上不是单数的。 | 互斥体通常是原子的,本质上是单数的。 |
使用 | 二进制信号量可以用作互斥量,并提供线程间的信令功能。 | 互斥锁永远不能用作信号量。 |
机制的释放 | 任何获取或释放资源的进程都可以更改信号量值。 | 互斥对象锁仅由获取其锁的进程释放。 |
它们是什么 | 信号量是一个整数变量。 | 互斥是一个对象。 |
解锁 | 如果被锁定,信号量可以由不同的线程执行。 | 如果锁定了互斥锁,则必须由同一线程解锁。 |
螺纹及;过程 | 一次只能有一个进程获取二进制信号量,但在计数信号量的情况下,多个进程可以同时获取信号量。 | 一次只能有一个线程获取互斥。 |
工作 | 信号量在内核空间中工作。 | 互斥在用户空间中工作。 |
所有权概念 | 在信号量中没有所有权的概念。 | 具有互斥的线程拥有资源的所有权。 |
分类 | 信号量可分为计数信号量和二进制信号量。 | 互斥对象没有进一步的分类。 |
请求资源的过程 | 如果正在使用所有资源,请求资源的进程将执行wait()操作并阻塞自身,直到信号量计数大于1为止。 | 如果已锁定互斥对象,则请求资源的进程将等待并由系统排队,直到释放锁为止。 |
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