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PV操作

2013年09月08日 ⁄ 综合 ⁄ 共 1507字 ⁄ 字号 评论关闭

在计算机操作系统中,PV操作是进程管理中的难点。通过米老师和师哥给予给我们分析后,从思想层面和做题角度来说都不叫难事。

PV含义

    PV操作由P操作原语和V操作原语组成(原语是不可中断的过程),对信号量进行操作,具体定义如下:

P :pass,通过;V:可以理解为Move,释放
   
P
S):①将信号量S的值减1,即S=S-1
          
②如果S³0,则该进程继续执行;否则该进程置为等待状态,排入等待队列。
   
V
S):①将信号量S的值加1,即S=S+1
          
②如果S>0,则该进程继续执行;否则释放队列中第一个等待信号量的进程。

PV意义:

我们用信号量及PV操作来实现进程的同步和互斥。PV操作属于进程的低级通信。

 

什么是信号量?

信号量(semaphore)的数据结构为一个值和一个指针,指针指向等待该信号量的下一个进程。信号量的值与相应资源的使用情况有关。当它的值大于0时,表示当前可用资源的数量;当它的值小于0时,其绝对值表示等待使用该资源的进程个数。注意,信号量的值仅能由PV操作来改变。

    一般来说,信号量S³0时,S表示可用资源的数量。执行一次P操作意味着请求分配一个单位资源,因此S的值减1;当S<0时,表示已经没有可用资源,请求者必须等待别的进程释放该类资源,它才能运行下去。而执行一个V操作意味着释放一个单位资源,因此S的值加1;若S£0,表示有某些进程正在等待该资源,因此要唤醒一个等待状态的进程,使之运行下去。

 

利用信号量和PV操作实现进程互斥的一般模型是:

 

 

进程P1             进程P2          ……         进程Pn
……                  ……                          ……
P
S);             PS);             
           
P
S);

临界区;
            临界区;                       临界区;
V
S);             VS);                       VS);
……                  ……           ……          ……

  

 其中信号量S用于互斥,初值为1

使用PV操作实现进程互斥时应该注意的是:
   
1)每个程序中用户实现互斥的PV操作必须成对出现,先做P操作,进临界区,后做V操作,出临界区。若有多个分支,要认真检查其成对性。
   
2PV操作应分别紧靠临界区的头尾部,临界区的代码应尽可能短,不能有死循环。
   
3)互斥信号量的初值一般为1

利用信号量和PV操作实现进程同步

 

PV操作是典型的同步机制之一。用一个信号量与一个消息联系起来,当信号量的值为0时,表示期望的消息尚未产生;当信号量的值非0时,表示期望的消息已经存在。用PV操作实现进程同步时,调用P操作测试消息是否到达,调用V操作发送消息。


使用PV操作实现进程同步时应该注意的是:

 

    1)分析进程间的制约关系,确定信号量种类。在保持进程间有正确的同步关系情况下,哪个进程先执行,哪些进程后执行,彼此间通过什么资源(信号量)进行协调,从而明确要设置哪些信号量。
   
2)信号量的初值与相应资源的数量有关,也与PV操作在程序代码中出现的位置有关。
   
3)同一信号量的PV操作要成对出现,但它们分别在不同的进程代码中。

 

总结

P操作与V操作必定是成对出现的,P自己,V他人,先P,后V;从资源角度来说:有且仅有一个资源进程同步,只剩一个资源进程互斥

 

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