(3) 进程之间如何使用信号量及其P、V操作实现互斥？

进程之间可以使用信号量来实现互斥。具体实现方法如下：

1. 定义一个信号量：在所有需要互斥的进程中，定义一个信号量。这个信号量的初始值为1，表示当前资源可用。

2. 进程P操作：当一个进程需要访问共享资源时，它需要执行P操作。在P操作中，进程会尝试获取信号量。如果信号量计数器为1，则进程可以继续执行；否则，进程会被挂起，直到计数器被加1为止。

3. 进程V操作：当一个进程访问完共享资源后，它需要执行V操作。在V操作中，进程会释放信号量，将计数器加1。如果有其他进程正在等待访问该资源，那么它们中的一个会被唤醒，获得信号量，进而访问共享资源。

这样，通过使用信号量的P、V操作，就可以实现进程间的互斥。只有一个进程能够获得信号量，其他进程需要等待该进程释放信号量后才能继续执行。这就保证了共享资源的互斥访问。

下面是使用信号量实现互斥的示例代码：

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <unistd.h>
#include <pthread.h>
#include <semaphore.h>

#define THREAD_NUM 5

sem_t mutex;

void* thread_func(void* arg) {
    int id = *(int*)arg;
    sem_wait(&mutex);
    printf("Thread %d gets the semaphore.\n", id);
    sleep(1);
    printf("Thread %d releases the semaphore.\n", id);
    sem_post(&mutex);
    pthread_exit(NULL);
}

int main() {
    sem_init(&mutex, 0, 1);
    pthread_t threads[THREAD_NUM];
    int ids[THREAD_NUM];
    for (int i = 0; i < THREAD_NUM; i++) {
        ids[i] = i;
        pthread_create(&threads[i], NULL, thread_func, &ids[i]);
    }
    for (int i = 0; i < THREAD_NUM; i++) {
        pthread_join(threads[i], NULL);
    }
    sem_destroy(&mutex);
    return 0;
}

在上述示例代码中，定义了一个名为`mutex`的信号量。在线程函数中，使用`sem_wait`函数进行P操作，获取信号量；使用`sem_post`函数进行V操作，释放信号量。在主函数中，创建了多个线程，它们会竞争获取信号量。由于信号量的初始值为1，所以只有一个线程能够获取信号量，其他线程需要等待。这样，就实现了进程间的互斥。