信号量实现同步之司机售票员问题

1、信号量是什么

信号量是一种进程同步工具，可以同步并发进程，相较于互斥锁，可以解决更多类型的同步问题（同步即是指进程之间有序执行，而异步是指随机执行）。

2、信号量如何实现

信号量是一个整数值，除了初始化其他时间内只能通过PV操作改变其值。信号量通过两个操作来实现，分别命名为P操作和V操作。其中P操作是指等待（wait operation），V操作是指信号数量增加（signal operation）。这两种操作均为原子操作。

p(s){while(s<=0)do nothing;s--;
}v(s){s++;
}

3、信号量不同取值的应用场景

（1）信号量取值为0或1用于实现互斥锁的作用

semaphore mutex = 1;process pi{p(mutex);critical sectionv(mutex);
}

（2）信号量取值为大于1，一般信号量可以取任意值，可以控制并发进程对共享资源的访问，用于表示可控资源的数量。

semaphore road = 2;process Carsi{p(road);pass the fork in the roadv(road);
}

（3）初始值设置为0则用于进程同步。

4、信号量实现同步实例：司机售票员

司机：启动车辆->正常行车->到站停车

售票员：关车门->售票->开车门

规则：司机要等车门关闭才能开车 售票员要等车停下才能开门

//
//  driver_conductor.c
//  
//
//  Created by YIN on 2021/5/16.
//#include "driver_conductor.h"
#include <stdio.h>
#include <pthread.h>
#include <semaphore.h>
#include <unistd.h>
#include <dispatch/dispatch.h>dispatch_semaphore_t d;
dispatch_semaphore_t c;/*司机：启动车辆；正常行车；到站停车。售票：关车门；售票；开车门。*/void* driver(void* args)
{dispatch_semaphore_wait(d, DISPATCH_TIME_FOREVER);printf("Start the vehicle\n");printf("Normal driving\n");printf("Stop at the station\n");dispatch_semaphore_signal(c);
}void* conductor(void* args)
{printf("Close the car door\n");dispatch_semaphore_signal(d);printf("Ticket sales\n");dispatch_semaphore_wait(c, DISPATCH_TIME_FOREVER);printf("Open the car door\n");
}int main(int argc, char const *argv[])
{pthread_t pid_driver;pthread_t pid_conductor;dispatch_semaphore_t *sem_d = &d;*sem_d = dispatch_semaphore_create(0);dispatch_semaphore_t *sem_c = &c;*sem_c = dispatch_semaphore_create(0);pthread_create(&pid_driver, NULL, driver, NULL);pthread_create(&pid_conductor, NULL, conductor, NULL);pthread_join(pid_driver, NULL);pthread_join(pid_conductor, NULL);return 0;
}