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荷兰学者Dijkstra于1965年提出的信号量机制是一种有效的进程同步与互斥工具。目前，信号量机制有了很大的发展，主要有整型信号量、记录型信号量和信号量集机制。
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信号量是一个整型变量，根据控制对象的不同被赋予不同的值。信号量分为如下两类：
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（1）公用信号量。实现进程间的互斥，初值为1或资源的数目。
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（2）私用信号量。实现进程间的同步，初值为0或某个正整数。
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信号量S的物理意义：S≥0表示某资源的可用数，若S<0，则其绝对值表示阻塞队列中等待该资源的进程数。
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对于系统中的每个进程，其工作的正确与否不仅取决于它自身的正确性，而且与它在执行中能否与其他相关进程正确地实施同步互斥有关。PV操作是实现进程同步与互斥的常用方法。P操作和V操作是低级通信原语，在执行期间不可分割。其中，P操作表示申请一个资源，V操作表示释放一个资源。
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P操作的定义：S:=S-1。若S≥0，则执行P操作的进程继续执行；若S<0，则将该进程置为阻塞状态（因为无可用资源），并将其插入阻塞队列。
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P操作可用如下过程表示，其中，Semaphore表示所定义的变量是信号量。
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V操作定义：S:=S+1。若S>0，则执行V操作的进程继续执行；若S≤0，则从阻塞状态唤醒一个进程，并将其插入就绪队列，然后执行V操作的进程继续。
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令信号量mutex的初值为1，当进入临界区时执行P操作，退出临界区时执行V操作。这样，利用PV操作实现进程互斥的代码段如下：
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进程的同步是由于进程间合作引起的相互制约的问题，要实现进程的同步可用一个信号量与消息联系起来，当信号量的值为0时表示等待的消息未产生，当信号量的值为非0时表示等待的消息已经存在。假定用信号量S表示某条消息，进程可以通过调用P操作测试消息是否到达，调用V操作通知消息已准备好。最典型的同步问题是单缓冲区的生产者和消费者的同步问题。
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