PV 操作

2024-06-12 08:12

文章标签 操作 pv

本文主要是介绍PV 操作，希望对大家解决编程问题提供一定的参考价值，需要的开发者们随着小编来一起学习吧！

PV 操作是一种实现进程 互斥 与 同步 的有效方法。PV 操作与信号量的处理相关，P 表示 passeren 通过的意思，V 表示 vrijgeven 释放的意思. 包含在 1965 年, 由荷兰人 Dijkstra 提出的信号量机制; (同是银行家算法和最短路径算法的提出者)

术语:

semaphore
mutually-exclusive
synchronization

介绍

信号量 S

当 S >= 0 表示某资源的的可用数；
当 S < 0 表示其绝对值表示阻塞队列中等待改资源的进程数；

P 操作表示申请一个资源
V 操作表示释放一个资源

P 操作: S := S - 1

若 S >= 0, 则执行 P 操作的进程继续执行
若 S < 0, 则将执行该操作的进程置为阻塞状态, 并将其加入到 “阻塞队列”

V 操作: S := S + 1

若 S > 0, V 操作继续
若 S <= 0, 则从阻塞队列唤醒一个进程, 并将其加入到 “就绪队列”

互斥与同步

互斥
同步

使用两个信号量来同步 (协作)

buffer_empty: 空闲量
buffer_full: 存放量
同步与互斥的区别

同步是指两个进程协调来完成一件事情 (whole), 互斥则表示同一时刻只能有一个进程进入临界区 (fragment)

代码

class SemaphoreABA implements FooBar {private final int n;Semaphore foo = new Semaphore(6);Semaphore bar = new Semaphore(0);public SemaphoreABA(int n) {this.n = n;}public static void main(String[] args) {SemaphoreABA fooBar = new SemaphoreABA(10);new Thread(() -> {try {fooBar.foo(() -> System.out.print("Foo"));} catch (InterruptedException ignored) {}}).start();new Thread(() -> {try {fooBar.bar(() -> System.out.print("Bar"));} catch (InterruptedException ignored) {}}).start();}public void foo(Runnable printFoo) throws InterruptedException {for (int i = 0; i < n; i++) {foo.acquire();printFoo.run();bar.release();}}public void bar(Runnable printBar) throws InterruptedException {for (int i = 0; i < n; i++) {bar.acquire();printBar.run();foo.release();}}}

class SemaphoreThreadABC implements Foo {private final Semaphore s2;private final Semaphore s3;public SemaphoreThreadABC() {s2 = new Semaphore(0);s3 = new Semaphore(0);}public static void main(String[] args) {SemaphoreThreadABC foo = new SemaphoreThreadABC();new Thread(() -> {try {foo.second(() -> System.out.println("Two"));} catch (InterruptedException ignored) {}}).start();new Thread(() -> {try {foo.first(() -> System.out.println("One"));} catch (InterruptedException ignored) {}}).start();new Thread(() -> {try {foo.third(() -> System.out.println("Three"));} catch (InterruptedException ignored) {}}).start();}public void first(Runnable printFirst) throws InterruptedException {printFirst.run();s2.release();}public void second(Runnable printSecond) throws InterruptedException {s2.acquire();printSecond.run();s3.release();}public void third(Runnable printThird) throws InterruptedException {s3.acquire();printThird.run();}}

扩展

虚假唤醒 spurious wakeup (aka. 过早唤醒)

用 while 替换 if

if (state % 3 == 0) {// spurious wakeupSystem.out.print("A");state++;obj.await();
}
... // 虚假唤醒后, 继续往下走了// 改正后
while (state % 3 == 0) {// spurious wakeupSystem.out.print("A");state++;obj.await();
}