设置互斥信号量 

下面进行详细解释

 

1. 信号量定义与初始化

semaphore mutex;
mutex = 1; // 初始化为1

• 信号量定义：semaphore 是定义信号量的类型 ，这里定义了一个名为 mutex 的信号量。信号量是一种用于实现进程同步与互斥的机制，本质上是一个特殊变量 。
• 初始化：将 mutex 初始化为 1 。在进程互斥场景中，信号量初始值为 1 表示临界区当前没有被占用，处于可用状态 。这就好比一间只有一个位置的小房间（临界区），一开始没人（信号量值为 1 ，表示空闲 ） 。

2. 循环结构

while (1)
{// 相关操作
}

while (1) 是一个无限循环，表示进程会不断重复执行循环内的操作 。因为进程在实际运行中，可能会多次需要进入临界区获取资源或执行关键代码，所以用无限循环来模拟这个持续的过程 。就像一个人可能会多次需要进入小房间做事情 。

3. wait 操作

wait(mutex);

wait 操作是信号量机制中的一个原语 ，也称为 P 操作。当进程执行到 wait(mutex) 时：

• 首先会将信号量 mutex 的值减 1 ，即 mutex = mutex - 1 。
• 然后检查 mutex 的值 ，如果 mutex 的值大于等于 0 ，说明在执行 wait 操作前，临界区是空闲的或者虽然有进程在使用临界区，但还有剩余的 “进入许可”（这里信号量值大于 0 ，可以理解为有额外的进入许可 ） ，那么当前进程可以进入临界区 ；如果 mutex 的值小于 0 ，说明在执行 wait 操作前，临界区已经被其他进程占用，没有剩余的 “进入许可” 了，此时当前进程会被阻塞 ，放入与该信号量相关的等待队列中，等待其他进程释放临界区资源 。这就好比一个人到小房间门口，先看有没有人，如果没人或者有多余的进入机会（信号量大于等于 0 ） ，就可以进去；如果已经有人在里面（信号量小于 0 ） ，就得在门口等着 。

4. 临界区

临界区;

临界区是指进程中访问临界资源的那段代码 。临界资源是一次仅允许一个进程访问的资源，比如共享变量、文件等 。在这个小房间（临界区）里，进程可以对共享资源进行操作 ，比如读取或修改共享变量的值 。由于同一时间只能有一个进程进入临界区，所以保证了对临界资源访问的安全性和一致性 ，避免多个进程同时访问临界资源导致数据混乱 。

5. signal 操作

signal(mutex);

signal 操作是信号量机制中的另一个原语 ，也称为 V 操作。当进程执行完临界区的操作后，会执行 signal(mutex) ：

• 首先将信号量 mutex 的值加 1 ，即 mutex = mutex + 1 。
• 然后检查 mutex 的值 ，如果 mutex 的值大于 0 ，说明在执行 signal 操作前，没有进程在等待进入临界区 ，只是简单地释放了一个 “进入许可” ；如果 mutex 的值小于等于 0 ，说明在执行 signal 操作前，有进程因为等待进入临界区而被阻塞在等待队列中 ，此时会从等待队列中唤醒一个进程 ，让其有机会进入临界区 。这就好比一个人从小房间出来后（执行完临界区操作 ） ，告诉在门口等待的人（等待队列中的进程 ） ，现在可以进去了（唤醒等待的进程 ） 。

6. 剩余区

剩余区;

剩余区是进程中除临界区以外的代码部分 。在进程执行完临界区的操作，释放临界区资源（执行 signal 操作 ）后，就进入剩余区执行其他非关键代码 。这部分代码不涉及对临界资源的访问，所以多个进程可以并行执行剩余区的代码 。就像一个人从小房间出来后，去做其他不影响小房间使用的事情 。

总体而言，这段代码通过信号量 mutex 以及 wait 和 signal 操作，实现了多个进程对临界区的互斥访问 ，保证了同一时间只有一个进程能够进入临界区访问临界资源 。