Python中的PV操作

原文链接：https://blog.csdn.net/qq_40760732/article/details/89513663
仅为学习记录
PV操作的特点：

原子性，P和V操作不可分！
连续性，P和V操作是不间断的。
P自己，V对方：P的是自己的信号量减1，V的是对方的信号量加1.

文章开头，先来一段要背的内容

接下来，先给两个网上的案例热热身
案例一：

import threading,time
lock_1 = threading.Semaphore(1)     #检查售票员是否关门
lock_2 = threading.Semaphore(0)     #检查司机是否停车
def 司机():for i in range(3):lock_1.acquire()print('司机开车')time.sleep(1)print('驾驶')print('到站停车')lock_2.release()
def 售票员():for i in range(3):lock_2.acquire()time.sleep(1)print('打开车门')print('乘客上下车')time.sleep(1)print('关上车门')lock_1.release()
if __name__=='__main__':p1 = threading.Thread(target=司机)p2 = threading.Thread(target=售票员)p1.start()p2.start()p1.join()p2.join()

解释：
1.里面的lock_1,lock_2为两个信号量；

2.lock_1.acquire()为P操作，lock_1.release()为V操作；

3.lock_1 = threading.Semaphore(1)的意思是将信号量lock_1的初值赋为1。

注意：
Semaphore管理一个内置的计数器，
每当调用acquire()时内置计数器-1；
调用release() 时内置计数器+1；
计数器不能小于0；当计数器为0时，acquire()将阻塞线程直到其他线程调用release()。

我们将lock_1的初值赋为1，lock_2的初值赋为0，则先执行司机这一线程。

案例二：

import queue,random,threading
from time import sleeps_1 = threading.Semaphore(1)  # 临界区互斥信号量
s_2 = threading.Semaphore(5)  # 判断是否有空闲缓冲区的信号量
s_3 = threading.Semaphore(0)  # 判断缓冲区里是否有产品的信号量def productor(i, q):while True:num = random.choice(['华为P30', '小米9', 'ViVo x27', 'iphone XR'])print('生产者%d生产了产品%s' % (i, num))s_2.acquire()  # 是否有空缓冲区s_1.acquire()  # 缓冲区是否被占用q.put(num)sleep(1)print('生产者%d把产品%s放入了仓库中' % (i, num))s_1.release()s_3.release()def consumer(i, q):while True:s_3.acquire()s_1.acquire()num = q.get()sleep(1)print('消费者%d购买了产品%s' % (i, num))s_1.release()s_2.release()if __name__ == '__main__':q = queue.Queue(5)  # 创建上限为5的缓冲区# 创建4个生产者for i in range(4):threading.Thread(target=productor, args=(i, q)).start()# 创建6个消费者for i in range(6):threading.Thread(target=consumer, args=(i, q)).start()

信号量：
设置三个信号量，一个信号量判断缓冲区是否被占用，一个信号量判断缓冲区是否有空，最后一个信号量判断缓冲区里是否有东西。

生产者：四个

消费者：六个

缓冲区：五个

某一时刻只能有一个线程或进程访问缓冲区，缓冲区没满时生产者可以往里面放东西，缓冲区没空时消费者可以从里面取东西。

PV操作的简单了解：
进程通常分为就绪、运行和阻塞三个工作状态。三种状态在某些条件下可以转换，三者之间的转换关系如下：

进程三个状态之间的转换就是靠PV操作来控制的。PV操作主要就是P操作、V操作和信号量。其中信号量起到了至关重要的作用。

信号量

信号量是最早出现的用来解决进程同步与互斥问题的机制。

信号量（Saphore）由一个值和一个指针组成，指针指向等待该信号量的进程。信号量的值表示相应资源的使用情况。信号量S>=0时，S表示可用资源的数量。执行一次P操作意味着请求分配一个资源，因此S的值减1；当S<0时，表示已经没有可用资源，S的绝对值表示当前等待该资源的进程数。请求者必须等待其他进程释放该类资源，才能继续运行。而执行一个V操作意味着释放一个资源，因此S的值加1；若S<0，表示有某些进程正在等待该资源，因此要唤醒一个等待状态的进程，使之运行下去。

注意，信号量的值只能由PV操作来改变。

最后来一句顺口溜笔记：

P减V加信号量
互斥信号量是1
唤醒进程跳临界
负阻正有0用完

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