PV原语概述

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PV原语，作为处理进程间同步与互斥问题的核心，主要通过操作信号量来实现。它确保了操作的不可分割性和不可中断性，确保了进程间的资源安全共享。

信号量的概念，由荷兰计算机科学家Dijkstra于1965年提出，旨在通过引入一种新的变量类型——信号量（semaphore）来记录当前可用资源的数量。信号量有两种实现方式：其一，信号量的取值必须大于或等于零，零表示当前已无空闲资源，而正数值表示空闲资源的数量；其二，信号量的取值可正可负，负数值的绝对值表示正在等待进入临界区的进程数量。

信号量由操作系统维护，用户进程只能通过初始化和标准原语操作来访问。初始化时，可以指定一个非负整数，即初始化信号量为当前可用的资源总数。

在PV原语中，"P"原语（wait）用于确保一个进程在资源可用时才能进入临界区；"V"原语（signal）则用于释放一个资源，允许等待的进程进入临界区。当一个进程尝试访问资源，但资源被其他进程占用时，它会调用"P"原语等待；当有资源可用时，调用"V"原语释放资源。

通过PV原语与信号量的结合，操作系统能够有效地控制进程间的同步与互斥，防止资源竞争和死锁情况的发生，确保了进程间的资源安全共享。

总的来说，PV原语通过操作信号量来实现进程间的同步与互斥，保证了资源的安全使用和有效管理，为并发程序设计提供了有力的技术支撑。