概念

共享内存在通信的过程中，没有任何保护机制。当A进程写入了一部分，就被B、拿走了，导致双方发和收的数据不完整，数据不一致问题

1.A和B看到同一份资源，共享资源，如果不加保护，会导致数据不一致问题
2.加锁–互斥访问，任何时刻，只允许一个执行流访问共享资源叫互斥，如ITM机，只允许一个人操作，结束后另一个人才可以操作
3.共享的，任何时刻只允许一个执行流访问代码的资源，叫临界资源，一般是内存空间
4.很多代码中只有几行代码访问临界资源，访问临界资源的代码叫临界区

在一个多进程或多线程并发打印的情况，显示器上的消息可能是1.错乱的 2.混乱的 3.和命令行混在一起，这种情况就是正常现象

原理

信号量类似一个计数器，描述临界资源中资源数量的多少
一个例子，电影院买票，将100个座位看做100个资源，买票的本质就是对资源的预定，电影播放时这个座位就属于自己。有一个票数的计数器等于100，每卖出一张票，计数器–，当计数器到0时，就不能再卖了，就是资源已经申请完

关于临界资源害怕的问题：
1.多个执行流访问同一个资源
2.共有n个资源，但有n+个执行流

第一种情况的解决方法是代码的逻辑问题。如果有多个执行流，可以将临界资源分为几块，让每个执行流访问其中的一块区域。第二个解决办法就是可以给这些资源引入一个计数器，数量表示当前有多少个资源，当申请一个资源时计数器–，如果为0的时候，表示没有资源了，再申请的时候就不给了，就不会出现执行流比资源数量多的情况

总结
1.申请计数器成功，就表示具有访问资源的权限了
2.申请了计数器，当前没有访问资源，只是对资源的预定机制
3.计数器可以有效保证进入共享资源的执行流的数量
4.所以每一个执行流，想访问共享资源的一部分的时候，不是直接访问，而是先申请计数器资源

将这个计数器称为信号量

如果电影院只有一个座位，就只需要一个值为1的计数器，只有一个人能抢到，一个人能看电影，就是只有一个执行流可以访问临界资源，申请了计数器就变为0。把这种值为1和0的计数器叫做二元信号量，本质就是一个锁

计数器为1的本质就是临界资源当成一个整体，整体申请，整体释放

保证计数器安全

计数器也是共享资源吗？计数器保护临界资源有效，得先保证自己安全。对计数器的操作是–，这个操作不是安全的

–操作在汇编中有三条语句以上
1.cnt变量的内容，拷贝到cpu寄存器
2.cpu内进行–操作
3.将计算结果写回cnt变量的位置

cpu内的进程是随时切换的，就可能在执行上面某一条的时候就被切换了

PV

操作系统内部对计数器进行了封装，申请信号量，将计数器–，作为P操作
释放资源，释放信号量，对计数器++，作为V操作
申请和释放这种PV操作，让它是原子的
原子的：要么不做，要么就做完，两态的，没有“正在做”这样的概念
这样就保证了计数器的安全

信号量本质是一把计数器，PV操作，原子的，执行流申请资源，必须先申请信号量资源，得到信号量后才能访问临界资源
信号量1,0两态的，二元信号量，就是互斥功能
申请信号量的本质：对临界资源的预定机制

函数

申请信号量，可以是多个，nsems参数控制

释放信号量，semum填0表示只有一个信号量，用下标0。否则，需要自己设置结构体

信号量为什么是通信

前面的通信都是可以互相发送消息，而信号量只是一个计数器，为什么也是通信的一种
1.通信不仅仅是通信数据，互相协同也是，信号量协助资源的安全
2.要协同，本质也是通信，信号量首先要被所有的通信进程看到

补充

mmap函数，也是共享内存的一种

共享内存是在内存中申请一块地址映射到虚拟内存中，通过虚拟内存访问这块资源，如果申请的内存不是从内存中，而是一个磁盘文件的地址映射。就可以直接读写文件，不需要read，write这些函数，直接对地址操作。这个就是mmap函数