知识点：操作系统-进程间的通信

位于421-423章节。2018年和2019年连续考了两年几乎一样的题目。

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先了解背景知识。

PV操作是什么？

是由计算机的操作系统控制的一种（抽象的）控制行为。P表示申请获取一个资源(不一定能申请到，这是关键)，V表示释放一个资源。简单理解就是对一个全局变量进行加法和减法运算。

PV操作是用来干什么的？

用来控制信号量，对信号量进行加法和减法计算，从而控制进程的执行顺序（也就是进程之间的同步或者互斥）。

PV操作怎么用？

要解题，那么需要最最最基本的基础知识，那就是你必须要知道这里同步和互斥是什么意思、信号量是干嘛的、前驱图是什么。

在423这一章节，一来就说了什么是同步和互斥。

同步：简单来说，就是两(或多)个进程之间，需要按照时间顺序来的，那么这两个进程之间的关系就可以称为同步关系。书上原文：“所谓进程间的同步是指在系统中一些需要相互合作，协同工作的进程，这样的相互联系称为进程的同步”。

互斥：简单说就是多个（假设两个）进程可以同时执行，但是要执行使用的相同这个资源（比如打印机、共享变量）只有一个剩余了（或者只能让一个进程使用），进程们需要争抢资源，争抢结果就是其中一个抢到了就开始执行，一个没抢到就在那等着。

信号量：简单的说，对于剩余可以被分配给进程资源的数量（一般说的是临界资源，也就是只有一个可以被多个线程争抢），我们用一个值来表示，这个值就是信号量。通过后面具体的PV操作，我们可以知道，当信号量S大于等于0的时候，就表示资源可以使用的数量（2020年考题）。当S小于0的时候，就表示阻塞中的需要这个资源的进程数量(2020年考题，对比记忆)。信号量一般划分有两个大类，主要体现在信号量的初始化上(互斥时可以初始化为0，同步时可以初始化为1)。主要互斥的话就把信号量S初始化为0。比如本题，这种情况下，第一个进程在执行的时候需要先执行进程，再获取资源（本题没有体现获取资源的方法，但是书上的例题有）之后，再申请释放一个(下一个进程需要的，本题考点)资源，下一个进程再申请一个前面释放的资源，就可以控制进程之间的顺序。

前驱图：如题中的图。带箭头的边表示依赖关系（时间顺序），进程P2执行完毕后，就可以同时执行P3和P4。和信号量的关系，可以一条边就定义一个信号量，比如本题就是。

了解完了基础知识，那么继续了解如何使用具体的PV操作(规则，本题考点)。

P操作就是把信号量进行减一，表示这个信号量被占用了一个。如果剩下的信号量比0大(包含0)，则P的这个进程就继续往前执行。否则就阻塞。（也就是看有没有剩余的信号量了，本题考点）

V操作就是把信号量加一，表示释放了一个信号量。如果加了之后的信号量比0大(不包含0)，那么V的这个进程就继续执行。如果剩余的信号量没有了，也就是小于和等于0，那么就把阻塞的也就是在等待的进程唤醒其中一个，并把它插入就绪队列，然后V进程继续执行（大白话就是，此进程使用这个资源完毕，释放这个被争抢的资源让给别人，然后此进程可能去获取其他需要的继续执行的资源，也可能会直接结束）。

解题：

第一空(也就是①)：因为p2需要一个s1，但是s1的信号量最开始为0，根据上面P操作的规则（信号量减1后比0小，就阻塞），所以p2要往前执行，就必选要在p1的时候释放一个s1，也相当于释放前趋图中p1指向p2的箭头。所以第一空是v(s1)。

第二空：根据前趋图，p2执行后，需要同时释放p2到p3以及p2到p4的信号量，根据p3里面的p(s2)，所以我们可以确定在p2这里肯定要释放s2，所以第二空里面一定有一个v(s2)，然后现在已经可以确定，第一题选C。

第三空：p3执行完毕后，要同时释放p3到p4以及p3到p5的信号量。因为P4中有p(s4)，所以第三空这里一定有v(s4)，其实现在已经可以确定选A了，因为B选项的释放s3在第二空已经释放过了。

第四空：因为p2到p4的信号量s3被释放过了，这里需要使用，所以第四空是p(s3)，所以第二题选A。

第五空：就剩一个s6，没有使用了，所以这里是释放s6。到这已经可以确定第三题选D了。

第六空：根据前趋图，和上面已经推算出来的两个信号量，可以确定这里是要使用s5和s6。