“我找到好辦法了！”

沒有想到，說話的人竟然是磁碟！

程序排程器瑟瑟的說：“你有方法？還是算了吧，我怕用你的方法作業系統要亂套了。”

磁碟委屈的道：“不就是剛剛冤枉你了嗎，這麼小氣幹什麼！再說了，這個方法不是我想出來的，是我從檔案裡找到的。”

作業系統挑了挑眉毛：“哦？你找到什麼檔案了，讓大家也瞅瞅？”

磁碟嗡嗡的轉起來，很快就把檔案取出來了。

“噹噹噹當~ 這可是大師 Dijkstra 的論文，他引入了一個全新的變數型別——訊號量（semaphore）。然後還為訊號量設定了兩種操作，P（proberen，檢測） 和 V（verhogen，增量） 。”

”說清楚點啊，訊號量是怎麼個用法啊？“程序急切的問道。

“別急，讓我接著看。。。Dijkstra 提出，P操作是檢測訊號量是否為正值，如果不是，就阻塞呼叫程序。 V操作能喚醒一個阻塞程序，讓他恢復執行 。具體點的話就是這樣： “

// S 為訊號量
P(s):
{
S = S - 1
if (S < 0)
    {
        呼叫該 P 操作的程序阻塞，並插入相應的阻塞佇列；
    }
}

// S 為訊號量
V(s):
{
S = S + 1
if (S <= 0)
    {
        從等待訊號量 S 的阻塞佇列裡喚醒一個程序；
    }
}

記憶體仔細看了程式碼，說：”這個實現也要求是原子操作誒，Dijkstra 這個方法很有趣啊。“

程序蒙圈了：“我怎麼完全看不懂啊？記憶體你給我講講唄。”

“好，我就用最簡單的一組執行緒舉例子了：

// 執行緒 A，B，C , S = 1
...
P(S)        //S = S - 1  若 S < 0 ,阻塞等待
購票操作
V(S)        //S = S + 1  若 S <= 0, 表明有執行緒阻塞了，得喚醒其中一個 
...

這裡的 「購票操作」 就是我們要保護的臨界區，我們要保證一次只能有一個執行緒進入。那我們就把 S 的初始值設為 1 。當執行緒 A 第一個呼叫 P(S) 後，S 的值就變成了 0 ，A 成功進入臨界區。在 A 出臨界區之前，執行緒 B 如果呼叫 P(S)

程序恍然大悟：“原來是這樣，看起來和二元鎖差不多啊，但是不用忙等待了。”

記憶體神祕一笑：“訊號量能做的可不止這些，你想想看，要是我把 S 的初始值設為 2 ，會發生什麼？”

“一次能有兩個執行緒訪問臨界區！”程序這次反應快多了：“也就是說 S 的初始值可以控制有多少個執行緒進入臨界區，太厲害了！”

tobe 注：從訊號量的值能看出還有多少個程序能進入臨界區，如果為負數，表明有 x 個程序因為呼叫 P(S) 而被阻塞

“沒錯，所以說訊號量是一個很靈活的併發機制。而且訊號量還有另一個厲害的用處：

你看這兩個程序有什麼特別的地方？“

“emmmm，這個嘛，程序 P2 的 V 操作居然放在 P 操作的前面，而且兩個操作的訊號量還不是同一個。”

“沒錯，這樣使用訊號量，能讓兩個程序做到同步。你看，如果 P1 執行到 P(S1)，他是不是會阻塞？”

程序認真一看，說：“沒錯誒，S1 初始值是 0，P1 肯定得停在這一句。讓我再看看，，，如果 P1 想接著執行，就得等 P2 呼叫 V(S1) 把他喚醒。”

“是的，這就是同步——執行快的 P1 必須在這裡停下來等 P2 執行到指定位置。兩個程序的執行順序就是這樣：

也就是說 x 最終的值必然是 30，而不可能是 20。在訊號量的幫助下，這兩個程序達成了同步。“

程序由衷的感嘆：“訊號量實在是太強大了！咱們以後就用訊號量來解決互斥的問題吧！”

tobe 注：在 Linux 裡提供了訊號量和互斥量（也就是二元鎖）這兩種主要機制實現互斥，不過 Linux 的訊號量功能要比文章裡講得複雜得多，「UNIX 環境高階程式設計」這本書裡寫到「。。。三種特性造成了這種並非必要的複雜性」，對於一般的互斥操作，還是建議使用互斥鎖（當然是阻塞而非忙等待）。稍微複雜點的鎖還有「讀寫鎖」，以後有機會再講吧~

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