Question

我环顾四周，似乎无法找到问题的答案。我一直试图绕着信号量和它们实际实现的地方。我知道信号量是一种操作系统功能，但也可以在应用程序级程序中使用。我的问题是，当操作系统（我认为）应该处理访问问题时，为什么需要在应用程序中使用信号量？

Answer 1

信号量是一种变量或抽象数据类型，用于控制多个进程对并发系统（如多道程序设计操作系统）中的公共资源的访问。

考虑信号量的一种有用方法是记录特定资源的可用单位数量，并结合安全操作（即，没有race conditions）将该记录作为需要或成为单位进行调整免费，并在必要时等待资源的一个单位可用。信号量是预防竞争条件的有用工具;

Courtesy

Answer 2

应用程序是一组进程，都执行不同的代码。

让我们说有2个进程 - A和B在申请中。 A和B想要访问特定文件 - ＆＃34; play.txt＆＃34;以另一种方式。我的意思是首先访问A，然后是B，然后是A，依此类推。

操作系统不知道这个执行顺序。操作系统只知道内核进程及其必须由用户实现的原因。用户将在他的程序中使用信号量，操作系统将读取该信号量以了解有关这两个过程的所有信息。

Answer 3

信号量是OS提供的数据类型，用于进程同步信号量有两个原子操作（原子意味着完全执行或根本不执行）wait和signal.during这两个操作上下文切换不会发生，因为它们是原子的。
程序员必须实现这些操作，以便OS在某些重要操作期间不进行上下文切换。例如 - 读者写作者问题。

注意： - 操作系统非常复杂，操作系统概念可以让我们了解操作系统的工作情况。但是，当前的系统工作可能与每十年一样，在操作系统和硬件方面都有计算机系统升级。操作系统实现各种概念以保持其运行并提供更好的CPU利用率。

Answer 4

sempahore用于保护对两个独立运行的线程或进程之间共享的数据结构的访问。您可能会遇到信号量描述中使用的短语“critical region”;忽略它。您不使用信号量保护代码，而是保护共享数据结构。

假设你有这些变量：

int savings;
int house_payment;

并且您想将一些钱从储蓄桶转移到house_payment桶中。在这种情况下，另一个过程需要知道您的银行余额和贷款余额。

流程A接受付款，从储蓄中减去价值。然后，进程A将值添加到house_payment存储桶。

现在假设流程B需要检查负载平衡和您的储蓄余额。由于流程未同步，流程B会查看流程A从您的储蓄中移除资金时的值，但在流程A可以将付款添加到您的house_payment之前。

就流程B而言，储蓄桶的钱太少而且house_payment桶没有足够的钱。您的房屋付款资金在运输途中丢失。如果进程B再次查看，那么奇怪的是，缺少的钱出现在house_payment存储桶中。

为了防止该窗口，使用信号量。进程A在转移资金时获取信号量，并在资金被放入house_payment存储桶后释放信号量。

进程B在访问savings和house_payment存储桶之前获取信号量，并在完成后释放信号量。

使用信号量保护对共享数据的访问，当资金在传输过程中，任何进程都不会看到因检查存储桶而导致的不一致状态。

现在，操作系统无法知道何时应用信号量保护。这是应用程序必须管理的内容。

Answer 5

是的，操作系统应该处理访问问题，而信号量只是帮助它做到这一点。试着这样理解：有一条铁路，有4列火车（比如火车A，B，C，D）等着进入铁路。现在，条件是，只有一列火车可以在给定的实例上访问它。因此，车站主人所做的是给列车的每个司机一个灯泡。如果列车（例如，列车A）的灯泡打开，这意味着列车A有权使用铁路。当A正在使用道路时，列车B，C，D将等待（在等待队列中）他们的灯泡被关闭。协议是，一旦使用道路完成了火车A，它将关闭灯泡并且排队中的下一列火车（例如，火车B），打开灯泡并使用道路。这种情况一直持续到队列中的所有列车都有机会为止。

在这种情况下，灯泡是信号量，列车是进程/作业，而铁路是关键部分（共享资源）。

操作系统信号量

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