软测试综述——PV操作



在操作系统中，进程之间常常会存在相互排斥（都须要共享独占性资源时）和同步（完毕异步的两个进程的协作）两种关系。而信号量和PV操作完美有效的处理了这两种情况。

    相互排斥：就好比过独木桥，一次仅仅能运行一个进程。

    同步：好比一个人骑车一个人步行，两方协作完毕一件事情，速度快的每过一段时间就停下来等等速度慢的

信号量是一种特殊的变量。表现形式是一个整型S和一个队列，依据控制对象的不同被赋予不同的值。分为下面两类：

1，公用信号量。实现进程间的相互排斥，初值为1或资源的数目,

2，私用信号量。实现进程间的同步，初值为0或某个正整数。

S的物理意义：S>=0表示某资源的可用数。若S<0，则其绝对值表示堵塞队列中等待该资源的进程数。

P操作：也称为down()、wait()操作，使S=S-1。若S<0,进程暂停运行。放入信号量的等待队列。表示申请一个资源。

V操作：也称为up()、signal()操作。使S=S+1,若S<=0,唤醒等待队列中的一个进程。表示释放一个资源。

利用PV操作实现进程的相互排斥

令信号量S的初值为1，当进入临界区时运行P操作，退出临界区时运行V操作。这样，利用PV操作实现进程相互排斥的代码例如以下：

P(S)

   临界区

V(S)

利用PV操作实现进程的同步

令信号量S的初值为0。进程A在进程B到达L2曾经。不应前进到超过点L1。

            
进程A                       进程B

       
    …                           …

L1:P(S)                       L2: V(S)

       … 
                          …

当进程A先运行到L1时，运行完P操作后，信号量S=S-1<0,停止运行。直到进程B运行到L2时，信号量S=S+1=1。唤醒进程A继续运行。

达到了同步的目的。

最后通过一个实例分析来巩固一下

比如。某仓库有一名保管员。该仓库可存放n箱零件。

现有m名工人。仅仅要仓库空暇。工人就可以将生产好的零件放入仓库。并由保管员登记入库数量。另外有k名销售员，仅仅要仓库的零件数满足顾客要求，便可提货并由保管员登记出库数量。

规定：工人和销售员不能同一时候进入仓库，可是工人和工人，销售员和销售员能够同一时候进入仓库。设置信号量S1，初值为n，表示仓库空暇位置数；信号量S2。初值为0，表示仓库中零件箱数；信号量S3，初值为1，用于实现对保管员的相互排斥訪问。

则其管理系统流程图例如以下：

对于工人进程，首先运行P(S1)申请资源。看仓库中是否有空暇位置。

若有，则将零件送入仓库。然后运行V(S2)表明仓库中已经有一箱零件，唤醒销售员进程，告知销售员能够提货了。然后运行P（S3）申请资源，看是否有保管员空暇，若有。则登记入库数，然后运行V（S3）释放保管员资源，使保管员处于空暇状态。

对销售员进程，首先运行P(S2)申请资源，看仓库是否有货物，若有，进入仓库提货，然后运行V(S1)释放资源。使仓库空暇出一个位置。告知工人进程能够放置货物了，然后运行P(S3)申请资源，看是否有保管员空暇，若有，则登记出库数，然后运行V（S3）释放保管员资源，使保管员处于空暇状态。

通过上述实例可知，在现实生活中相互排斥和同步都是同一时候存在的，两者相辅相成。

关于PV操作，相对来讲在软考的复习内容中是比較生疏的一部分，了解了它是什么，为什么使用它，它有什么长处以后，剩下的就是通过多多的实践练习来加深对理论的理解和吸收了。



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