大家都说操作系统中的PV操作部分看不懂，确实我在专业课中学习这门课时，PV操作被列为书中的重点和难点，就是因为它不好理解。当时自己听完课也是一头雾水，到期末考试结束，也没弄明白这是怎么一回事，更没有意识到PV操作的重要性。米老师的一堂课，让我开始对它产生兴趣，于是才有了这篇博客。首先就来说说什么是PV操作吧！

什么是PV操作？

在说什么是PV操作前，首先讲讲它的历史（咱也像写书的人一样，上来先介绍它的历史和发展）

PV操作是有名的计算机科学家狄克斯特拉为了解决一类问题而创造的，例如：假如P1和P2是分别将数据送入缓冲B和从缓冲B读出数据的两个进程，为了防止这两个进程并发时产生错误，狄克斯特拉设计了一种同步机制叫“PV操作”。我相信，很多人都很纳闷为什么他会取名叫“PV”操作呢？其实这是狄克斯特拉用荷兰文定义的，因为在荷兰文中，“通过”叫passeren，“释放”叫vrijgeven，PV操作因此得名。这也是在计算机术语中不是用英语表达的极少数的例子之一。

说了那么多，那到底什么叫PV操作呢？PV操作有P操作和V操作组成，它们是两个不可中断的过程，也叫做原语。它是为了能够实现对于并发进程中临界区的管理要求。

为什么要有PV操作？

其实这个问题上面也说到了，是为了防止两个进程并发时产生错误。这里不得不说的就是，并发进程之间分为两种，一种就是有交互的，一种是无任何关联的。

很简单，没有关联的并发进程是相互独立的，谁也不影响谁。但是交互的并发进程可就不一样了，因为他们是共享资源的，一个进程运行时，经常会由于自身或外界的原因而被中端，且断点是不固定的。也就是说进程执行的相对速度不能由进程自己来控制，于是就会导致并发进程在共享资源的时出现与时间有关的错误。

PV操作的使用

名词解释

临界区：我们把并发进程中与共享变量有关的程序段称为临界区。

信号量S：信号量的值与相应资源的使用情况有关。当它的值大于0时，表示当前可用资源的数量；当它的值小于0时，其绝对值表示等待使用该资源的进程个数。

P操作和V操作

P操作P（S）：将信号量S减去1，若结果小于0，则把调用P（S）的进程置成等待信号量S的状态。即为请求资源。

V操作V（S）：将信号量S加上1，若结果不大于0，则释放一个等待信号量S的进程。即为释放资源。

表示过程如下：

Procedure P (Var S：Semaphore)

begin

S：=S - 1;

if S<0 then W(S)

end; { P }

Procedure V (Var S：Semaphore)

begin

S：=S + 1;

if S< = 0 then R(S)

end; { V }

注解：

W(S)：表示把调用P（S）的进程置成等待信号量S的状态。

R(S)：表示释放一个等待信号量S的进程。

正如老师上课时所举的父亲给孩子吃苹果的例子一样，假如一个盘子只能放一个苹果，父亲往盘子里放了一个苹果。如果儿子吃了（V操作），父亲才可以接着放（P操作）；如果儿子不吃，那父亲就不能放苹果，只能等着。

进程互斥和进程同步

进程互斥

进程的互斥是指当有若干个进程都要使用某一共享资源时，任何时刻最多只允许一个进程去使用该资源，其他要使用它的进程必须等待，直到该资源的占用着释放了该资源。

例如：两个并发进程都要使用共享的计数器Count。

    begincount：integer;S：semaphore;count：= 0 //计数器count初始值为0S：= 1 //信号量初始值为1cobegin//进程PINprocess PINR1：integer;beginP(S);  //执行P操作R1：= count;R1：= R1 + 1;count：= R1;V(S)  //执行V操作end;//进程POUTprocess POUTR2：integer;beginP(S);  //执行P操作R2：= count;R2：= R2 + 1;count：= R2;V(S)  //执行V操作end;coendend;

进程同步

进程的同步是指在并发进程之间存在这一种制约关系，一个进程依赖另一个进程的消息，当一个进程没有得到另一个进程的消息时应等待，直到消息到达才被唤醒。

例如：一个司机与售票员的例子，在公共汽车上，为保证乘客的安全，司机和售票员应协调工作：停车后才能开门，关车门后才能行车。用PV操作来实现他们之间的协调。
S1：是否允许司机启动汽车的变量
S2：是否允许售票员开门的变量

driver()//司机进程
{while (1)//不停地循环{ P(S1);//请求启动汽车启动汽车;正常行车；到站停车；V(S2); //释放开门变量，相当于通知售票员可以开门}
}

busman()//售票员进程
{while(1){关车门;V(S1)；//释放开车变量，相当于通知司机可以开车售票P(S2)；//请求开门开车门；上下乘客；}
}

总结：

PV操作是操作系统中的重点和难点，不过如果细细分析，知道为什么要使用它以后。其实发现，PV操作也不过如此。并发进程间可以通过PV操作交换信息实现进程的互斥和同步，因此PV操作可以看做是进程间的一种低级的通信方式，只交换了少量的信息。但它解决了进程间对于资源共享而产生的与时间有关的错误。

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