一个二进制信号量如何实现n个进程之间的互斥？

信号量是一个共享变量，用于实现系统进程之间的互斥。它主要有助于解决临界区问题，是一种实现进程同步的技术。

有两种类型的信号量，如下所示 -

• 二进制信号量- 只能取两个值，0 或 1，这意味着一次只有一个进程可以进入临界区。信号量被初始化为 1。

• 计数信号量- 可以取任何非负值 N，这意味着一次最多 N 个进程可以进入 CS。信号量初始化为 N。

临界区被 P 和 V 操作包围如下 -

• P(s)

• CS

• V(s)

这些操作中的每一个都定义如下 -

Wait(P) − 每当一个进程进入 CS 时，它首先执行 P 操作，它减少信号量值，如果之后 s>=0 则进入 CS 否则添加到等待队列中。

P(Semaphore s)
{
   s = s - 1;
   if (s < 0) {
      block(p);
   }
}

Signal(V) − 当一个进程存在时，执行 CS 操作 V，这会增加信号量的值，表明另一个进程可以进入当前被 P 操作阻塞的 CS。

V(Semaphore s)
{
   s = s + 1;
   if (s >= 0) {
      wakeup(p);
   }
}

现在让我们看看如何使用二进制信号量来实现 n 个进程之间的互斥。

我们知道，信号量是一个变量，可用于控制多任务操作系统中多个进程对公共资源的访问。根据问题假设，如果有 n 个进程通常与每个进程共享一个信号量，那么进程分配将根据以下算法进行组织。

do {
   wait(mutex);
   signal(mutex);
} while (true);

解释

它使用 do-while 循环进行处理，这意味着它会执行“do”条件，直到我们满足 while 条件。

在这里它执行互斥锁的等待和信号操作，直到它变为真。