信號量
信號量是最早出現的用來解決進程同步與互斥問題的機制，
包括一個稱爲信號量的變量及對它進行的兩個原語操作。
一. 信號量的概念
1．信號量的類型定義
每個信號量至少須記錄兩個信息：信號量的值和等待該信號量的進程隊列。它的類型定義如下：（用類PASCAL語言表述）
semaphore = record
value: integer;
queue: ^PCB;
end;
其中PCB是進程控制塊，是操作系統爲每個進程建立的數據結構。
s.value>=0時，s.queue爲空；
s.value<0時，s.value的絕對值爲s.queue中等待進程的個數；
2．PV原語
對一個信號量變量可以進行兩種原語操作：p操作和v操作，定義如下： procedure p(var s:samephore);
{
s.value=s.value-1;
if (s.value<0) asleep(s.queue);
}
procedure v(var s:samephore);
{
s.value=s.value+1;
if (s.value<=0) wakeup(s.queue);
}
其中用到兩個標準過程：
asleep(s.queue);執行此操作的進程的PCB進入s.queue尾部，進程變成等待狀態
wakeup(s.queue);將s.queue頭進程喚醒插入就緒隊列
s.value初值爲1時，可以用來實現進程的互斥。
p操作和v操作是不可中斷的程序段，稱爲原語。如果將信號量看作共享變量，則pv操作爲其臨界區，多個進程不能同時執行，一般用硬件方法保證。一個信號量只能置一次初值，以後只能對之進行p操作或v操作。
由此也可以看到，信號量機制必須有公共內存，不能用於分佈式操作系統，這是它最大的弱點。
V原語的主要操作是：
（1）sem加1；
（2）若相加結果大於零，則進程繼續執行；
（3）若相加結果小於或等於零，則喚醒一阻塞在該信號量上的進程，然後再返回原進程繼續執行或轉進程調度。
典型理解偏差：
一，以V原語的1、2步來做，Sem不就永遠大於0，那進程不就一直循環執行成爲死循環了？
二，Sem大於0那就表示有臨界資源可供使用，爲什麼不喚醒進程？
三，Sem小於0應該是說沒有臨界資源可供使用，爲什麼還要喚醒進程？
析疑： 一，P操作對sem減1的。P、V原語必須成對使用！從而不會造成死循環。 二，Sem大於0的確表示有臨界資源可供使用，而且這個時候沒有進程被阻塞在這個資源上，也就是說沒有進程因爲得不到這類資源而阻塞，所以沒有被阻塞的進程，自然不需要喚醒。 三，V原語操作的本質在於：一個進程使用完臨界資源後，釋放臨界資源，使Sem加1，以通知其它的進程，這個時候如果Sem<0，表明有進程阻塞在該類資源上，因此要從阻塞隊列裏喚醒一個進程來“轉手”該類資源。 比如，有2個某類資源，三個進程A、B、C、D要用該類資源，最開始Sem=2，當A進入，Sem=1，當B進入Sem=0,表明該類資源剛好用完， 當C進入時Sem=-1,表明有一個進程被阻塞了，D進入，Sem=-2。當A用完該類資源時，進行V操作，Sem=-1，釋放該類資源，而這時Sem<0,表明有進程阻塞在該類資源上，於是喚醒一個。
爲了進一步加深理解，再引入二個問題： 四，如果是互斥信號量的話，應該設置信號量Sen=1，但是當有5個進程都訪問的話，最後在該信號量的鏈表裏會有4個在等待，也是說S=-4，那麼第一個進程執行了V操作使S加1，釋放了資源，下一個應該能夠執行，但喚醒的這個進程在執行P操作時因S〈0 ,也還是執行不了,這是怎麼回事呢？ 五，Sem的絕對值表示等待的進程數，同時又表示臨界資源，這到底是怎麼回事？ 析疑： 四，當一個進程阻塞了的時候，它已經執行過了P操作，並卡在臨界區那個地方。當喚醒它時就立即進入它自己的臨界區，並不需要執行P操作了，當執行完了臨界區的程序後，就執行V操作。 五，當信號量Sem小於0時,其絕對值表示系統中因請求該類資源而被阻塞的進程數目.S大於0時表示可用的臨界資源數。注意在不同情況下所表達的含義不一樣。當等於0時，表示剛好用完。