信号量 wait() 函数中 while 循环的目的是什么？可以用if语句代替吗？

Question

我正在学习操作系统中的信号量，但我不明白空 while 循环的用途。

代码来自我的教科书，我可以看到 while(s <= 0) 后跟一个 ';'所以基本上是：什么都不做，然后是 s-- 行。我不明白这样做的目的或意义，如果是 if(s <= 0) 而不是 while 会有什么不同吗？

wait (S) {
    while S <= 0
    ; //no-op
    S--; 
}

Answer 1

信号量是一个计数器，您可以在其上调用两个函数：decrement（也称为 wait、p 等）和 increment（ post、signal、v 等）。

线程在信号量上调用 wait 时会发生以下情况：

如果信号量计数大于 0，则计数减 1 并调用 wait returns
如果信号量计数小于或等于0，对wait的调用将等待信号量计数增加到1或更多（当其他线程调用post时会发生这种情况）在信号量上），从计数中减去 1，并且 return

上面代码中的while循环是为了处理第二种情况。函数一定不能return直到计数大于0（这就是循环条件为S <= 0的原因），所以while循环会一直旋转直到这个计数大于0。目的while 循环只是为了阻止函数前进。没有您想重复执行的代码体。

if 语句不足以处理这种情况，因为它只检查 S <= 0 一次。即使计数仍然小于或等于 0，该函数也能够前进到 if 语句。

请注意，您教科书中的信号量代码大大简化了实际信号量的工作方式。通常，如果一个线程调用 wait 并且计数小于或等于 0，则该线程将让出，调度程序将使该线程休眠，直到另一个线程调用 post。因此，要么没有 while 循环，要么存在的任何 while 循环都与您的问题中的循环略有不同。此外，信号量结构中的整数计数器需要某种保护机制。否则，多个线程可以争用 increment/decrement 这个计数器，并且即使计数最初为 1，多个线程也可以通过 while 循环（因此信号量不会正确保护临界区）。

信号量 wait() 函数中 while 循环的目的是什么？可以用if语句代替吗？

What is the purpose of the while loop in semaphore wait( ) function? Can it be replaced with an if statement?

operating-system

semaphore