10.信号量 ||（Semaphore）
信号量实现同步
举个例子
- 在这里司机启动车辆需要售票员关车门，售票员开车门需要司机到站停车。
- 对于这两个线程来说
- 需要设置两个semaphore d=0；semaphore c=0;
- 为什么呢，因为有执行顺序的问题，只有售票员关门时候才可以启动车辆，设置一个d=0，司机启动汽车时候，这个线程执行p（d）来检测，当为d=0，会进入等待的状态。当售票员关门之后，这个线程执行V（d）操作，d++。这时司机执行p（d）,就可以跳过等待状态，去启动车辆了。
- 同时售票员开车门需要司机到站停车也是这个道理，还需要另一个semaphore c=0；
- 为什么初始化为0：
阻塞机制： 信号量初始化为0是为了确保在相应的操作（如关闭门或到站停车）完成之前，相关的线程（如司机或售票员）会处于等待状态。这种初始化方式确保了操作的先后顺序，防止了例如司机在门未关闭时启动车辆的情况，从而确保了系统的安全性和正确性。 - 同步问题
- 同步问题实质是将异步的并发进程按照某种顺序执行；
- 解决同步的本质就是要找到并发进程的交互点，利用P操作的等待特点来调节进程的执行速度。
- 通常初始值为0的信号量可以让进程直接进行等待状态，直到另一个进程唤醒他。
经典同步问题
生产消费者问题
- 生产者（p）与消费者（c）共用一个缓冲区，生产者不能往“满”的缓冲区中放产品，消费者不能从“空”的缓冲区中取产品。
Semaphore empty =1;//signal for producer
Semaphore empty=0;//signal for producer
Producer {
while(true){
make a product;
P(empty);
put the product into buffer;
V(full);
}
}
Consumer{
while(true){
P(full);
pick product from buffer;
V(empty);
consume the product;
}
}
- 这种方式是按照一定顺序执行的。
- the bounded-buffer problem(有界缓冲区)
- 有界缓冲区问题，两个线程“生产者”和“消费者”，同时使用一个固定长度的大小的缓冲区，生产者的主要是放入一定数量的数据到缓冲区中，然后重复此过程。与此同时，消费者也在缓冲区消耗这些数据。
- producer_i或consumer_i中的i表明有多个生产者和消费者，在许多个生产和消费者线程中，还需要解决当多个生产线程同时进入临界区，多个消费线程进入临界区。这些情况还是需要使用互斥锁。
- 重要注意事件
- 不要随意扩大临界区
- empty和full的p，v操作不在同一个进程（同步信号量）
- mutex的p，v操作在同一个进程（互斥信号量）
苹果橘子问题
- 问题描述
- 解决方案
- 需要去分析多个生产者和消费者之间的关系。首先是协作关系，生产苹果的与消费苹果的是协作关系，生产橘子与消费橘子是协作关系。生产苹果与橘子之间又是竞争关系。
- 在代码中利用这种关系，V（sp）是消费者结束后，让生产者去竞争。这个方式刚好解决了问题。
