管理共享信息的完整性在很大程度上依赖于进程同步。 对于临界区问题的处理，有软件和硬件两种解决方案。
另一方面，关键部分问题的硬件解决方案极难执行。 让我们检查和对比 Mutex 和 Semaphore，这两种用于处理临界区问题的应用程序解决方案。
关键精华
- Mutex 确保互斥，一次只允许一个线程访问共享资源。
- 信号量通过管理固定数量的许可来控制对资源的访问，允许多个线程并发访问资源。
- 互斥量更易于使用，而信号量在控制对共享资源的访问方面提供了更大的灵活性。
互斥量与信号量
互斥量（互斥的缩写）是一种锁，用于确保一次只有一个线程或进程可以访问共享资源。 信号量是一种通过控制访问的计数器来管理对共享资源的访问的机制，不同的值代表资源的不同状态。
Mutex 代表互斥对象。 它是一种二进制信号量，用于限制对共享资源的访问。 为了防止长时间的优先级反转问题，它具有优先级继承机制。
它允许在尽可能短的时间内阻止现有的高优先级作业。 另一方面，优先级继承并不能解决优先级反转问题； 相反，它减少了它的影响。
信号量是在线程之间维护的非负变量。 信号量是一种信号机制，另一个线程可以向正在等待信号量的线程发出信号。
对于进程同步，它采用了两个原子过程：() wait 和 () signal。 根据它的设置方式，信号量 或 启用或阻止对资源的访问。
对比表
| 比较参数 | 互斥 | 信号 |
|---|---|---|
| 机制 | 这是一个锁定系统。 | 这是某种信号系统。 |
| 宗旨 | 线程由互斥锁表示。 | 进程由信号量表示。 |
| 自然 | 互斥体是原子的和单一的。 | 信号量本质上是原子的，但不是单一的。 |
| 数据类型 | Mutex 只不过是一个软件。 | 信号量是具有整数值的变量。 |
| 类型 | Mutex 没有任何子类型。 | 计数信号量和二进制信号量是两种类型的信号量。 |
| 修改 | 只有可以请求或释放资源的进程才能修改它。 | 可以使用等待和信号函数修改信号量。 |
什么是互斥体？
互斥是用于描述情况的术语。 互斥体是对象的简称。 我们可以从互斥一词推断出，目前只有一个程序可以访问某一特定资源。
mutex 对象允许多个应用程序线程同时访问同一个资源，一次只能访问一个。
每当程序向系统请求资源时，系统都会创建一个具有唯一标识或 ID 的互斥对象。 因此，只要程序希望利用该资源，它就会锁定该对象。
然后程序在最终释放互斥对象之前使用资源。 然后其他程序可以以相同的方式创建和使用互斥对象。
通过锁定对象，该特定资源被分配给该特定进程，其他进程无法使用它。 因此，不允许其他程序使用关键区域中的系统资源。 可以使用互斥对象以这种方式完成进程同步。
互斥体允许互斥，或者作为 制片人 或者消费者可以拥有密钥（互斥量）并继续工作。 只要生产者的缓冲区已满，消费者就必须等待，反之亦然。
什么是信号量？
信号量是一个整型变量S，用于进程同步，用系统中的资源数量初始化。 到 修改 S的值，它使用了两个主要函数：wait()和signal()。
这两个函数都用于改变信号量的值，但它们一次只允许一个程序这样做，因此没有两种方法可以同时改变信号量的值。 计数信号量和二进制信号量是信号量的两种类型。
在对信号量进行计数时，首先使用可用资源的数量初始化信号量变量。 wait() 方法会在进程需要资源的任何时候执行，并且信号量变量的值会减一。
然后该进程使用该资源，然后调用 signal() 方法，该方法将信号量变量的值加一。 每当信号量变量的值达到0时，即当程序用完所有资源并且没有剩余资源可供使用时，
然后，如果另一个进程需要使用资源，它将不得不等待它的时间。 我们以这种方式建立进程同步。
在二进制信号量中，信号量变量的值要么是0，要么是1。当进程想要使用资源时，会调用wait()方法，将信号量的值从0调整为1。
然后该进程使用该资源，完成后调用 signal() 方法，并将信号量变量的值设置为 1。
如果在给定的时间点信号量变量的值为 0，而另一个程序想要访问同一资源，则必须等待前一个程序释放资源。 可以通过这种方式执行进程同步。 它类似于互斥锁，但它不锁定任何东西。
互斥量和信号量之间的主要区别
- Mutex使用锁定机制，这意味着如果一个进程需要使用某个资源，它必须首先锁定它，使用它，然后释放它。 另一方面，信号量采用一种信号技术，其中 wait() 和 signal() 函数用于指示进程是否正在提供或消耗资源。
- 互斥量是一个对象，而信号量是一个具有整数值的变量。
- 互斥对象需要多个进程线程同时连接同一可共享资源。 另一方面，信号量允许多个进程线程访问资源的有限实例，直到它变得可访问为止。
- 在互斥锁中，锁可以同时被同一个进程获取和释放。 但是，信号量变量的赋值可以由任何需要资源的进程更改，但一次只能有一个进程更改该值。
- Mutex 允许不同的程序线程访问同一个共享资源，但一次只能访问一个，而另一方面，Semaphore 需要不同的程序线程同时连接有限数量的资源。
最后更新：08 年 2023 月 XNUMX 日
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Sandeep Bhandari 拥有塔帕尔大学计算机工程学士学位（2006 年）。 他在技术领域拥有 20 年的经验。 他对各种技术领域都有浓厚的兴趣，包括数据库系统、计算机网络和编程。 你可以在他的网站上阅读更多关于他的信息 生物页面.
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