进程互斥与同步--锁与信号量

互斥量与二元信号量的异同

实现机制上

• 互斥量通过软件方式或者硬件中断、原子指令等方法实现；信号量的实现中也需要互斥量保证P、V操作的原子性。
• 互斥量只能由同一个进程获取和释放; 信号量的获取和释放可以由两个进程完成。

实际应用上

• 互斥量只能用以保证进程对临界区的独占访问，不能实现两个进程的同步。
• 二元信号量如果由同一进程获取和释放，实现的就是和互斥量相同的效果；但如果由两个进程分别获取和释放，实现的就是进程的同步。

关于进程同步的思考

假定场景：生产者-消费者问题-缓冲区已满
此场景中需要保证的是生成者等到消费者消耗一个物品后再操纵buffer(临界区)。如果仅使用一个互斥量，那么生产者流程是:

//producer
while True:
  getlock();
  if(buff!=full)
    // produce_one
  releaselock();

这样的效果是，生产者会和消费者一起竞争锁，即使这次发现buff是满的，下次仍然会竞争锁，因为没人通知它buff的实时情况(操作系统是不知道哪个进程该等待的，因为这是业务逻辑上的问题)。

参考

1. 锁 知乎
2. mutex v.s. semaphore
3. 信号量LINUX中实现
4. 信号量LINUX中实现
5. 信号量 linux gitbook