二、操作系统进程管理（10）——用信号量机制实现进程互斥、同步、前驱关系

1.信号量机制实现互斥：

 （1）分析并发进程的关键活动，划定临界区。（如对临界区资源打印机的访问就应放在临界区）
 （2）设置互斥信号量mutex，初值为1。
 （3）在临界区之前执行P(mutex)。      //即使用资源前先申请（P操作）
 （4）在临界区之后执行V(mutex)。
 （5）对不同的临界资源需要设置不同的互斥信号量。

2.信号量机制实现同步：

 （1）进程同步：要让各并发进程按要求有序地推进。
 （2）进程同步问题：由于存在异步性，导致了代码执行的先后顺序不可预知，要让本来异步并发的进程相互配合，有序推进。
 （3）用信号量实现进程同步的过程：
     ①分析什么地方需要实现"同步关系"，即必须保证"一前一后"执行的两个操作/两句代码。
     ②设置同步信号量S，初始为0。
     ③在"前操作"之后执行V(S)。        //先执行的进程使用完资源执行资源释放（V操作）
     ④在"后操作"之前执行P(S)。

如：保证代码4必须在代码2之后执行。P、V操作可以理解为系统资源的"申请"和"释放"。

//信号量机制实现同步
semaphore S=0;    //初始化同步信号量，初试值为0

P1(){            
    代码1;
    代码2;
    V(S);
    代码3;
}

P2(){
    P(S);
    代码4;
    代码5;
    代码6;
}

若先执行到V(S)操作，则S++后S=1。之后当执行到P(S)操作时，由于S=1，表示有可用资源，会执行S--，S的值变为0，P2进程不会执行block原语，而是继续往下执行代码4。

若先执行到P(S)操作，由于S=0，S--后S=-1，表示此时没有可用资源，因此P操作中会执行block原语，主动请求阻塞。之后当执行完代码2，继而执行V(S)操作，S++，使S变回0，由于此时有进程在该信号量对应的阻塞队列中，因此会在V操作中执行wakeup原语，唤醒P2进程。这样P2就可以继续执行代码4了。

5.信号量机制实现前驱关系：

 （1）前驱关系，本质上就是更复杂的同步问题。

    每一对前驱关系都是一个进程同步问题（需要保证一前一后的操作）。
     ①要为每一对前驱关系各设置一个同步变量。
     ②在"前操作"之后执行V(S)。（对同步变量）
     ③在"后操作"之前执行P(S)。（对同步变量）
                                                         "前V后P"。