實時操作系統(tǒng)rtos培訓(編輯修改稿)
2025-02-08 18:39 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 Share Memory） 信號量（ Semaphore） 互斥量（ Mutex） 事件標志（ Event Flag） 消息郵箱（ Message Box） 消息隊列（ Message Queue） 信號量（ Semaphore） 信號量用于： ? 控制共享資源的使用權(quán) (滿足互斥條件 ) ? 標志某事件的發(fā)生 ? 使兩個任務的行為同步 一個信號量是一個 16位變量，初值為0~65535，值為 0表示資源處于鎖住狀態(tài)，非 0表示有多個資源，供多個任務訪問 信號量表示符號：鑰匙或旗幟 信號量的 P、 V操作 等待信號量（ P操作）： ? 如果信號量值大于 0，則信號量值減 1，任務得以繼續(xù)運行 ? 如果信號量的值為 0，等待信號量的任務被掛起并列入等待信號量任務表 釋放信號量（ V操作）： ? 如果沒有任務在等待信號量，信號量的值僅僅是簡單地加 1 ? 如果有任務在等待該信號量，那么就會有一個任務進入就緒態(tài)，信號量的值也就不加 1 ?P、 V操作為原語操作 ,原語 (primitive or atomic action): ? 是由若干多機器指令構(gòu)成的完成某種特定功能的一段程序，具有不可分割性 ?即原語的執(zhí)行必須是連續(xù)的，在執(zhí)行過程中不允許被中斷 ?實現(xiàn)：開關(guān)中斷 ?信號量的使用 ： ? 必須置一次且只能置一次初值 ? 初值不能為負數(shù) ? 只能執(zhí)行 P、 V操作 信號量的 P、 V操作（續(xù)） 用 P、 V操作解決線程間互斥問題 P(mutex) V(mutex) P1 P2 P3 互斥區(qū) P(mutex) P(mutex) V(mutex) V(mutex) 優(yōu)先級反轉(zhuǎn)問題 優(yōu)先級反轉(zhuǎn)問題（續(xù)） 設計中應注意避免產(chǎn)生優(yōu)先級反轉(zhuǎn) 優(yōu)先級繼承 (Priority inheritance)可解決 優(yōu)先級反轉(zhuǎn)問題 經(jīng)典的生產(chǎn)者 ─ 消費者問題 消費者 生產(chǎn)者 經(jīng)典的生產(chǎn)者 ─ 消費者問題（續(xù) 1） 同步問題： P線程不能往 “ 滿 ” 的緩沖區(qū)中放產(chǎn)品，設置信號量為 S1 Q線程不能從 “ 空 ” 的緩沖區(qū)中取產(chǎn)品，設置信號量 S2 P： Q： while (true) { while (true) { 生產(chǎn)一個產(chǎn)品 。 P(s2)。 P(s1) 。 從緩沖區(qū)取產(chǎn)品 。 送產(chǎn)品到緩沖區(qū) 。 V(s1)。 V(s2)。 消費產(chǎn)品 。 }。 }。 S1初值為 1， S2初值為 0 ......P Q放消息 取消息nn 個緩沖區(qū)(Buffer)ij多個緩沖區(qū)的生產(chǎn)者和消費者 P： i = 0。 while (true) { 生產(chǎn)產(chǎn)品 。 P(S1)。 往 Buffer [i]放產(chǎn)品 。 V(S2)。 i = (i+1) % n。 }。 Q： j = 0。 while (true) { P(S2)。 從 Buffer[j]取產(chǎn)品 。 V(S1)。 消費產(chǎn)品 。 j = (j+1) % n。 }。 S1初值為 n， S2初值為 0 Q： j = 0。 while (true) { P(S2)。 P(mutex2)。 從 Buffer[j]取產(chǎn)品 。 V(mutex2)。 V(S1)。 消費產(chǎn)品 。 j = (j+1) % n。 }。 n個緩沖區(qū)、 m個生產(chǎn)者和 k個消費者 P： i = 0。 while (true) { 生產(chǎn)產(chǎn)品 。 P(S1)。 P(mutex1)。 往 Buffer [i]放產(chǎn)品 。 V(mutex1)。 V(S2)。 i = (i+1) % n。 }。 錯誤 S1初值為 n， S2初值為 0 線程數(shù)為 m 線程數(shù)為 k Q： j = 0。 while (true) { P(S2)。 P(mutex2)。 從 Buffer[j]取產(chǎn)品 。 j = (j+1) % n。 V(mutex2)。 V(S1)。 消費產(chǎn)品 。 }。 n個緩沖區(qū)、 m個生產(chǎn)者和 k個消費者 P： i = 0。 while (true) { 生產(chǎn)產(chǎn)品 。 P(S1)。 P(mutex1)。 往 Buffer [i]放產(chǎn)品 。 i = (i+1) % n。 V(mutex1)。 V(S2)。 }。 正確 S1初值為 n， S2初值為 0 線程數(shù)為 m 線程數(shù)為 k 1) 信號量的物理含義： S0表示有 S個資源可用 S=0表示無資源可用 S0則 | S |表示 S等待隊列中的線程個數(shù) P(S)：表示申請一個資源 V(S)：表示釋放一個資源。信號量的初值應該大于等于 0 信號量及 P、 V操作討論 2) ，有一個 P操作就一定有一個 V操作 當為互斥操作時，它們同處于同一線程 當為同步操作時，則不在同一線程中出現(xiàn) 如果 P(S1)和 P(S2)兩個操作在一起，那么 P操作的順序至關(guān)重要 ,一個同步 P操作與一個互斥 P操作在一起時同步 P操作在互斥 P操作前 而兩個 V操作無關(guān)緊要 信號量及 P、 V操作討論（續(xù) 1） 3） 優(yōu)點： 簡單，而且表達能力強 （用 何同步互斥問題） 缺點： 不夠安全； ；遇到復雜
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