实现进程的同步

要实现进程的同步就必须提供一种机制，该机制能把其他进程需要的消息发送出去，也能测试自己需要的消息是否到达。把能实现进程同步的机制称为同步机制。不同的同步机制实现同步的方法也不同。PV操作和管程是两种典型的同步机制。在这里，只介绍怎样用PV操作实现进程间的同步。

用一个信号量与一个消息联系起来，信号量的值为0表示期望的消息尚未产生；信号量的值为非0表示期望的消息已经存在。假定用信号量S表示某个消息，现在来看看怎样用PV操作达到进程同步的目的。

(1)调用P操作测试消息是否到达

任何进程调用P操作可测试到自己所期望的消息是否已经到达。若消息尚未产生，则S=0，调用P(S)后，P(S)一定让调用者成为等待信号量S的状态，即调用者此时必定等待直到消息到达；若消息已经存在，则S≠0，调用P(S)后，进程不会成为等待状态而可继续执行，即进程测试到自己期望的消息已经存在。

(2)调用V操作发送消息

任何进程要向其他进程发送消息时可调用V操作。若调用V操作之前S=0，表示消息尚未产生且无等待消息的进程，则调用V(S)后，V(s)执行S:=S+1使S≠0，即意味着消息已存在；若调用V操作之前S<0，表示消息未产生前已有进程在等待消息，则调用V(S)后将释放一个等待消息者，即表示该进程等待的消息已经到达，可以继续执行。

在用PV操作实现同步时，一定要根据具体的问题来定义信号量和调用P操作或V操作。一个信号量与一个消息联系在一起，当有多个消息时必须定义多个信号量；测试不同的消息是否到达或发送不同的消息时，应对不同的信号量调用P操作或V操作。

用PV操作可实现并发进程的互斥，其步骤如下。

(1)设立一个互斥信号量S，表示临界区，其取值为1，0，-1，…其中，S=1表示无并发进程进入S临界区；S=0表示已有一个并发进程进入了S临界区；S等于负数表示已有一个并发进程进入S临界区，且有|S|个进程等待进入S临界区，S的初值为1。

(2)用PV操作表示对S临界区的申请和释放。在进入临界区之前，通过P操作进行申请，在退出临界区之后，通过V操作释放。

注意事项

1、使用PV操作实现进程互斥时应该注意的是：

⑴每个程序中用户实现互斥的P、V操作必须成对出现，先做P操作，进临界区，后做V操作，出临界区。若有多个分支，要认真检查其成对性。

⑵P、V操作应分别紧靠临界区的头尾部，临界区的代码应尽可能短，不能有死循环。

⑶互斥信号量的初值一般为1。

2、使用PV操作实现进程同步时应该注意的是：

⑴分析进程间的制约关系，确定信号量种类。在保持进程间有正确的同步关系情况下，哪个进程先执行，哪些进程后执行，彼此间通过什么资源（信号量）进行协调，从而明确要设置哪些信号量。

⑵信号量的初值与相应资源的数量有关，也与P、V操作在程序代码中出现的位置有关。

⑶同一信号量的P、V操作要成对出现，但它们分别在不同的进程代码中。