linux 信号量 互斥量

一、什么是临界资源？

    (1)临界资源是一次仅允许一个任务使用的共享资源。每个任务(或中断处理handler)中访问临界资源的那段程序称为临界区。

    (2)在多任务系统中，为保障数据的可靠性和完整性，共享资源要互斥（独占）访问，所以全局变量（只读的除外）不能同时

       有多个任务访问，即一个任务访问的时候不能被其他任务打断。

二、如何保护临界资源？

信号量与互斥量（锁）

1、概念和定义

    信号量(Semaphore)：

        多线程同步使用的

    互斥量(Mutex)：

        多线程互斥使用的

2、信号量与互斥量的区别

    a、互斥量用于线程的互斥，信号量用于线程的同步：

        互斥：指某一资源同时只允许一个访问者对其进行访问，具有唯一性和排他性。但是互斥无法限制访问者对资源的访问

              顺序，所以访问是无序的；

        同步：指在互斥的基础上（多数情况），通过其他机制实现访问者对资源的有序访问。大多数情况下，同步已经实现了

              互斥，特别是所有写入资源的情况必定是互斥的。少数情况指可以允许多个访问者同时访问资源。

    b、互斥量值只能是0/1，信号量值可以为非负整数：

        一个互斥量只能用于一个资源的多线程互斥访问，不能实现多个资源的多线程互斥问题；

        一个信号量可以实现多个同类资源的多线程互斥和同步。当信号量为单值信号量时，也可以完成一个资源的互斥访问；

    c、互斥量的加锁和解锁必须由同一线程分别对应使用

       而信号量可以由一个线程释放，另外一个线程得到。

3、信号量与互斥量的详细分析

    信号量--Semaphore：

        分类：

            二进制信号量（Binary Semaphore）：只允许信号量取0或1值，其同时只能被一个线程获取；

            整型信号量（Integer Semaphore）：信号量取值是整数，可被多个线程同时获得，直到信号量的值变为0；

            记录型信号量（Record Semaphore）：每个信号量除了有一个整数值value（计数）外，还有一个等待队列List，其中是阻

                                              塞在该信号量的各个线程的标识。当信号量被释放1个，值被加1后，系统自动从等待

                                              队列中唤醒一个等待中的线程；让其获得信号量，同时信号量再减1。

        Semaphore 抽象操作：

            create() / wait() / post() / trywait() / destroy()

    互斥量--Mutex：

        互斥量表现互斥现象的数据结构，常用作保护从中断来的临界段代码对资源的访问；

        Mutex本质就是一把锁，提供对资源的独占式访问，所以Mutex主要的作用是互斥。

        Mutex 抽象操作：

            create() / lock() / unlock() / destroy()

三、引申一下

    锁可以作如下分类：

        睡眠锁：

            信号量

            互斥量

        非睡眠锁：

            spinlock