信号量的两种典型应用

1. 实现一次临时的 happens-before: $A \to B$

• $A \to V(s) \to P(s) \to B$
  • 这就是刚才的 “互斥锁实现同步”

2. 管理计数型资源

• 游泳池里的人不能超过 $n$ 个
• 停车场只有 $n$ 个车位
• 餐厅只有 $n$ 桌
  • 当然，可以分成大桌、中桌、小桌

例子：线程 join()

1. 实现 happens-before

• worker: $V(\text{done}_t)$
• main: $P(\text{done}_1) \to P(\text{done}_2) \ldots \to P(\text{done}_T)$
• 描述了一个 “计算图”

2. 实现计数型资源管理

• worker: $V(\text{done})$
  • worker 结束时释放一个手环
• main: $P(\text{done}) \times T$
  • 管理员收齐所有手环后可以关闭游泳池

例子：优雅地实现生产者-消费者

sem_t empty = SEM_INIT(depth);
sem_t fill = SEM_INIT(0);

void T_produce() {
    P(&empty);
    printf("(");
    V(&fill);
}

void T_consume() {
    P(&fill);
    printf(")");
    V(&empty);
}

• 从 empty 袋子里拿球 $\to$ produce (然后把球放到 fill)
• 从 fill 袋子里拿球 $\to$ consume (然后把球放回 empty)