Semafory, jejich použití a implementace

Semafor = proměnná, obsahuje nezáporné celé číslo

Semaforu, lze přiřadit hodnotu pouze při deklaraci

Nad semafory pouze operace P(s) a V(s):

• Operace P(S): pokud S>0, sníží S o 1, jinak pozastaví proces
• Operace V(S): pokud je nad semaforem S zablokovaný jeden nebo více procesů, vzbudí jeden z nich (náhodně), jinak zvýší S o 1

Operace P i V jsou nedělitelné (atomické) akce, tj. jakmile započne akce nad semaforem, nikdo k němu nemůže přistoupit. Když se několik procesů pokouší přistoupit současně ke stejnému semaforu, operace se provedou sekvenčně v libovolném pořadí.

Vzájemné vyloučení pomocí semaforů:

• Vytvoříme semafor s počáteční hodnotou 1
• Před vstupem do KS voláme P(s), po vystoupení V(s)
• Je-li libovolný proces v KS, je s=0, jinak s=1

Implementace

• Procesům poskytneme možnost se pozastavit při operaci P
• Aktivace operací V

S každým semaforem s je sdruženo:

• Celočíselná proměnná s.c, dovolíme jí nabývat i záporných hodnot, pak absolutní hodnota s.c vyjadřuje počet blokovaných procesů
• Binární semafor s.mutex (mutual exclusion) pro vzájemné vyloučení při operaci nad semaforem
• Seznam blokovaných procesů s.L

Proces, který nemůže dokončit operaci P bude zablokován a uložen do seznamu blokovaných procesů. Pokud při operaci V není seznam prázdný, vybere se ze seznamu jeden proces a odblokuje se.

Pozor, mutex není binární semafor. Mutex může na rozdíl od semaforu odemknout pouze vlákno, které ho zamklo.