Unterschied zwischen binärem Semaphor und Mutex

Question

Gibt es einen Unterschied zwischen einem binären Semaphor und einem Mutex oder sind sie im Wesentlichen dasselbe?

Answer 1

Sie sind PAS die gleiche Sache. Sie werden für unterschiedliche Zwecke verwendet!
Obwohl beide Arten von Semaphoren einen Voll/Leer-Zustand haben und dieselbe API verwenden, ist ihre Verwendung sehr unterschiedlich.

Semaphore mit gegenseitigem Ausschluss
Semaphore mit gegenseitigem Ausschluss werden verwendet, um gemeinsam genutzte Ressourcen (Datenstruktur, Datei usw.) zu schützen.

Eine Mutex-Semaphore gehört der Aufgabe, die sie übernimmt. Wenn Task B versucht, eine Mutex, die sich im Besitz von Task A befindet, zu semGive, gibt der Aufruf von Task B einen Fehler zurück und schlägt fehl.

Mutexe verwenden immer die folgende Reihenfolge:

  - SemTake
  - Critical Section
  - SemGive

Hier ist ein einfaches Beispiel:

  Thread A                     Thread B
   Take Mutex
     access data
     ...                        Take Mutex  <== Will block
     ...
   Give Mutex                     access data  <== Unblocks
                                  ...
                                Give Mutex

Binäres Semaphor
Binary Semaphore behandelt eine ganz andere Frage:

• Aufgabe B ist in der Warteschleife und wartet auf ein Ereignis (z. B. die Auslösung eines Sensors).
• Der Sensor wird ausgelöst und eine Unterbrechungsdienstroutine läuft. Sie muss eine Aufgabe über die Auslösung informieren.

• Task B sollte laufen und die entsprechenden Maßnahmen für die Sensorauslösung ergreifen. Dann kehrt sie zum Warten zurück.

  Task A Task B ... Take BinSemaphore <== wait for something Do Something Noteworthy Give BinSemaphore do something <== unblocks

Bei einem binären Semaphor ist es in Ordnung, wenn B das Semaphor nimmt und A es gibt.
Auch hier gilt, dass ein binäres Semaphor eine Ressource NICHT vor dem Zugriff schützt. Der Akt des Gebens und Nehmens eines Semaphors ist grundsätzlich entkoppelt.
In der Regel macht es wenig Sinn, wenn ein und dieselbe Aufgabe ein Geben und ein Nehmen auf demselben binären Semaphor darstellt.

Answer 2

• A Mutex kann nur freigegeben werden durch den Faden, der ihn erworben hatte .

• A binärer Semaphor kann signalisiert werden nach einem beliebigen Muster (oder Prozess).

Daher sind Semaphoren für einige Synchronisationsprobleme wie Producer-Consumer besser geeignet.

Unter Windows sind binäre Semaphoren eher Ereignisobjekte als Mutexe.

Answer 3

Das Beispiel der Toilette ist eine unterhaltsame Analogie:

Mutex:

Ist ein Schlüssel zu einer Toilette. Eine Person kann den Schlüssel haben - die Toilette benutzen - zu der Zeit. Wenn sie fertig ist, gibt die Person den Schlüssel an die nächste Person weiter Person in der Warteschlange.

Offiziell: "Mutexe werden typischerweise verwendet, um den Zugriff auf einen Abschnitt zu serialisieren reentranten Code zu serialisieren, der nicht gleichzeitig von mehr als einem Thread ausgeführt Thread ausgeführt werden kann. Ein Mutex-Objekt erlaubt nur einem Thread in einen kontrollierten Abschnitt, zwingt andere Threads, die versuchen auf diesen Abschnitt zuzugreifen, zu warten warten müssen, bis der erste Thread den diesem Abschnitt verlassen hat." Ref: Symbian Entwickler Bibliothek

(Ein Mutex ist eigentlich eine Semaphore mit Wert 1.)

Semaphor:

Ist die Anzahl der freien Toiletten identisch? Tasten. Beispiel: Wir haben vier Toiletten mit identischen Schlössern und Schlüsseln. Die Semaphorenzahl - die Anzahl der Schlüssel - wird zu Beginn auf 4 gesetzt (alle vier Toiletten sind frei), dann wird die Anzahl Wert dekrementiert, wenn die Leute kommen. Wenn alle Toiletten voll sind, d.h. es gibt keine freien Tasten mehr, ist der Semaphor-Zählung 0. Wenn nun eq. eine Person die Toilette verlässt, wird der Semaphor auf 1 erhöht (eine freie Schlüssel) und wird an die nächste Person in der der Warteschlange.

Offiziell: "Ein Semaphor schränkt die Anzahl der gleichzeitigen Benutzer einer gemeinsamen Ressource bis zu einer maximalen Anzahl. Threads können den Zugriff auf die Ressource anfordern (Dekrementieren der Semaphore), und können signalisieren, dass sie die Nutzung der Ressource beendet haben (Inkrementieren der Semaphore)." Ref: Symbian Entwickler-Bibliothek

Answer 4

Schöne Artikel zum Thema:

• MUTEX VS. SEMAPHOREN - TEIL 1: SEMAPHOREN
• MUTEX VS. SEMAPHOREN - TEIL 2: DIE MUTEX
• MUTEX VS. SEMAPHOREN - TEIL 3 (LETZTER TEIL): PROBLEME DES GEGENSEITIGEN AUSSCHLUSSES

Aus Teil 2:

Der Mutex ist ähnlich wie die Prinzipien des binären Semaphors mit einem wesentlichen Unterschied: das Prinzip des Besitzes. Eigentümerschaft ist das einfache Konzept, dass, wenn eine Aufgabe sperrt eine Mutex sperrt (erwirbt), kann nur sie sie entsperren (freigeben) kann. Wenn eine Task versucht einen Mutex zu entsperren, den er nicht gesperrt hat (und nicht besitzt), wird eine Fehlerbedingung aufgetreten und, was am wichtigsten ist, der Mutex wird nicht entsperrt. Wenn der Objekt des gegenseitigen Ausschlusses nicht über Eigentum hat, dann ist es, unabhängig davon, wie es genannt wird, ist es kein Mutex.

Answer 5

Da keine der obigen Antworten die Verwirrung aufklärt, ist hier eine, die meine Verwirrung aufklärte.

Streng genommen, ein Mutex ist ein Sperrmechanismus verwendet, um den Zugriff auf eine Ressource zu synchronisieren. Nur eine Aufgabe (kann ein Thread oder Prozess, je nach Betriebssystemabstraktion) kann den Mutex erwerben. Das bedeutet Eigentum an der Mutex, und nur der Eigentümer kann die Mutex die Sperre (Mutex) freigeben.

Semaphor ist ein Signalisierungsmechanismus ("Ich bin fertig, ihr könnt weitermachen"). Wenn Sie zum Beispiel Lieder auf Ihrem Handy hören (nehmen Sie das als eine Aufgabe) auf Ihrem Handy und gleichzeitig ruft Ihr Freund Sie an, wird eine Unterbrechung ausgelöst, auf die eine Interrupt-Service-Routine (ISR) der Anrufverarbeitungsaufgabe signalisiert, aufzuwachen.

Quelle: http://www.geeksforgeeks.org/mutex-vs-semaphore/