我对记录型信号量的理解

记录型信号量

记录型信号量：需要一个用于代表资源数目的整型变量value外，还应增加一个进程链表L，用于链接等待进程。两个数据项可描述为：

type semaphore=record

                            value:integer;

                            L:list of process;

                            end

                            图1

相应地，wait(S)和signal(S)操作可描述为：

procedure wait(S)

           var S:semaphore;

           begin

                 S.value:=S.value-1;

                 if S.value<0 then block(S,L)

           End

procedure signal(S)

           var S:semaphore;

           begin

                 S.value:=S.value+1;

                 if S.value≤0 then wakeup(S,L);

           end

在记录型信号量机制中，S.value的初值表示系统中某类资源的数目，因而又称为资源信号量，对它的每次wait操作，意味着进程请求一个单位的该资源，因此描述为S.value:=S.value-1;当S.value<0时，表示该类资源已分配完毕，因此进程应调用block原语，进行自我阻塞，放弃处理机，并插入到信号量链表S.L中。可见，该机制遵循了“让权等待”准则。此时S.value的绝对值表示在该信号量链表中已阻塞进程的数目。对信号量的每次signal操作，表示执行进程释放一个单位资源，故S.value：=S.value+1操作表示资源数目加1.若加1后仍是S.value≤0,则表示在该信号量链表中，仍有等待该资源的进程被阻塞，故还应该调用wakeup原语，将S.L链表中的第一个等待进程唤醒。如果S.value的初值为1，表示只允许一个进程访问临界资源，此时的信号量转化为互斥信号量。

      以上内容摘之《计算机操作系统》，下面我谈谈对记录型信号量的认识：如上图1，你看上去是不是很像我们学习过的C语言定义的数据结构，它就是因此而得名的。只不过它是pascal语言书写的而已，那看下面两个方框，一个是wait，另一个是signal，是不是很像咱学的C语言啊。每次wait操作就是给进程分配一个单位的资源，每次signal操作就是进程释放一个单位资源。

      现在我们假设我的电脑有两台打印机，所以S.value的初值为2，表示系统打印机的数目，称为资源信号量。进程B请求打印，那么系统对它执行一次wait操作，执行S.value:=S.value-1语句后S.value减1，S.value的值变为1,表示有一个资源空闲。执行if语句，S.value不小于0，结束。然后又来了一个进程B请求打印，系统对它又执行一次wait操作，执行S.value:=S.value-1语句后S.value减1，S.value的值变为0，表示没有空闲的资源。执行if语句，S.value不小于0，结束。又来一个进程C请求打印，系统对它又执行一次wait操作，执行S.value:=S.value-1语句后S.value减1，S.value的值变为-1，表示有一个进程没有得到打印机资源。执行if语句，S.value小于0，执行block(S,L)，进行自我阻塞，放弃处理机，并插入到信号量链表S.L中。此时S.value的绝对值表示了在该信号量链表中已阻塞进程的数目。所以这个时候阻塞的进程为一个，即是进程C。

      系统运行了一段时间后，A进程结束，在结束前执行了signal操作，当执行到S.value:=S.value+1语句时，S.value加1，即S.value变为0.然后执行 if 语句，S.value小于等于0，执行wakeup(S,L),从S.L链表中唤醒C进程。过了一会，B进程结束，同样执行signal操作，S.value变为1，表示有一个资源空闲，执行if语句,S.value不小于等于0，直接结束。接着C进程执行wait操作，S.value变为0。然后A进程结束，S.value变为1。紧接着C进程也结束了，S.value变为2。S.value最终等于初值，等待其他的进程进行资源请求。

      上述只是我假设的一种的情况，便于对记录型信号量的理解。还有其他的情况，大家可以试着自己去分析。