信号量入门:解析基本同步模式
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更新于2024-08-02
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"《信号量小书》是Allen B. Downey所著,第二版修订于2007年,该书深入浅出地讲解了信号量在并发编程中的应用。书中通过大量的实例来阐述同步问题,涉及的概念包括执行模型、消息序列化、非确定性、共享变量以及并发写入和更新等。书中详细介绍了信号量的定义、语法和作用,并展示了基本的同步模式,如信号、rendezvous、互斥锁、多路复用、屏障、可重用屏障、队列和FIFO队列等。此外,还讨论了一些经典的同步问题,如生产者-消费者问题和读者-写者问题。"
《信号量小书》是针对并发编程领域的一本经典读物,主要关注如何使用信号量来解决进程间的同步问题。信号量是一种用于控制多个进程对共享资源访问的机制,是操作系统设计中至关重要的概念。
1. **同步**:在并发环境中,同步是指控制不同进程之间的执行顺序,确保它们正确地交互和共享资源,避免数据竞争和死锁等问题。
2. **执行模型**:书中提到的执行模型描述了并发进程中线程如何交替执行,这涉及到操作系统调度策略以及并发执行的抽象表示。
3. **消息序列化**:通过消息传递实现进程间通信,以确保操作的有序性,防止数据不一致。
4. **非确定性**:并发环境下,由于线程调度的不确定性,可能导致程序执行的不同结果,这是并发编程中的一大挑战。
5. **共享变量**:多个进程可以同时访问的变量,共享变量的并发写入和更新是并发编程中的核心问题,需要通过同步机制来解决。
6. **信号量**:信号量是一种同步原语,用于控制对共享资源的访问。它有整数值,进程可以进行等待(如果值为0)或信号操作(增加值)。
7. **基本同步模式**:书中详细讲解了信号量在各种场景下的应用,如:
- **信号**:一个进程等待另一个进程的信号,以继续执行。
- **rendezvous**:两个进程在特定点会合,完成一次交互。
- **互斥锁**(mutex):确保只有一个进程能访问资源,防止并发写入。
- **多路复用**:允许多个进程等待同一资源,但只允许一个进程获得。
- **屏障**:所有进程到达屏障后一起继续,防止进程提前执行。
- **可重用屏障**:类似于屏障,但可以重复使用,处理多次同步需求。
- **队列**:线程按照先进先出(FIFO)原则等待资源。
8. **经典同步问题**:书中讨论了生产者-消费者问题和读者-写者问题,这些都是并发编程中常见的挑战,需要巧妙地使用信号量来解决。
这本书通过实例和解决方案,帮助读者理解和掌握如何利用信号量来编写正确的并发代码,解决实际的同步问题,对于学习和理解操作系统原理以及并发编程具有很高的价值。
2018-06-12 上传
2015-03-08 上传
2023-06-04 上传
2023-03-29 上传
2023-05-25 上传
2023-05-25 上传
2023-05-25 上传
2024-04-18 上传
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