Semaphore

• Vorteil: es wird aufs Aktive Warten verzichtet und somit wird weniger CPU-Zeit verschwendet, indem der wartende Prozess durch einen Kontextwechsel in den Zustand Blockiert gebracht wird

Datenstruktur, welche ganzzahligen Zähler, Warteschlange bereitstellt und zwei atomare Operationen P() und V() definiert.

• der ganzzahliger Zähler (int) kann keine negativen Werte annehmen.
• Warteschlange ist Datenstruktur, die nach dem FIFO-Prinzip arbeitet und als zur geordneten Aufnahme von Prozessen dient.
• Die Operation P() wird in einigen Quellen auch als down()-Operation betitelt
  • Hat die Zählervariable einen positiven Wert (>0), dann verringere den Wert der Zählvariablen um 1.
  • Wenn Zählvariable den Wert 0 hat, dann blockier aufrufenden Prozess und fügt ihn an das Ende ihrer Warteschlange 
• analog up() anstatt V().
  • wenn die Warteschlange nicht leer ist, dann entblockiere den ersten Prozess der Warteschlange.
  • ist die Warteschlange leer, dann erhöhe den Wert der Zählervariable um 1.
  • Mit "entblockieren" wird der erste Prozess aus der Warteschlange in den Zustand "Bereit" geändert.

ein binären Semaphor ist ein Semaphor, dessen ganzzahliger Zähler nur die Werte 0 oder 1 annehmen kann.

1. Mutex ist ein binären Semaphor, der mit einem wechselseitigen Ausschluss arbeitet und das aktive Warten ersetzt
   • Wenn ein Thread in kritischen Abschnitt befindet, darf andere Thread nicht in seinen kritischen Abschnitt eintreten
   • Reihenfolgedurchsetzung ist dabei sehr wichtig: Erst wenn erste Prozess Zugriff erledigt hat, darf der zweite
2. Zählsemaphor ist ein Semaphor, der den Zugriff auf eine begrenzte Anzahl eines Betriebsmittels regelt.
   • Der Zugriff auf das Betriebsmittel stellt deshalb einen kritischen Abschnitt dar und muss geschützt werden.
   • Erzeuger- / Verbraucherproblem: Erzeuger erzeugt etwas, was Verbraucher verbraucht. Natürlich kann Verbraucher erst etwas verbrauchen, wenn zuvor Erzeuger etwas erzeugt hat. Erzeuger kann nur soviel erzeugen, bis alle Lagerplätze für Erzeugnis belegt sind. Dann muss Verbraucher wieder verbrauchen, bis Erzeuger wieder etwas erzeugen kann.

Ein Semaphor hat keinen ungünstigen Moment, weil die P() Methode atomar ist!