Mutex versus Semafoor - Verschil daartussen

Belangrijkste verschil tussen Mutex en Semafoor

  • Mutex is een vergrendelingsmechanisme, terwijl Semaphore een signaalmechanisme is
  • Mutex is slechts een object, terwijl Semaphore een geheel getal is
  • Mutex heeft geen subtype, terwijl Semaphore twee typen heeft, namelijk semafoor en binaire semafoor.
  • Semaphore ondersteunt wijziging van wacht- en signaalbewerkingen, terwijl Mutex alleen wordt gewijzigd door het proces dat een bron kan aanvragen of vrijgeven.
  • De semafoorwaarde wordt gewijzigd met behulp van wacht- () en signaal- ()-bewerkingen. Mutex-bewerkingen worden daarentegen vergrendeld of ontgrendeld.

Wat is semafoor?

seinpaal is eenvoudigweg een variabele die niet-negatief is en wordt gedeeld tussen threads. Een semafoor is een signaleringsmechanisme, en een draad die op een semafoor wacht, kan door een andere draad worden gesignaleerd. Er worden er twee gebruikt atomic-bewerkingen, 1) wachten en 2) signaal voor de synckroning.

Een semafoor staat toegang tot de bron wel of niet toe, afhankelijk van hoe deze is ingesteld.

Wat is Mutex?

De volledige vorm van Mutex is Mutual Exclusion Object. Het is een speciaal type binaire semafoor dat wordt gebruikt voor het controleren van de toegang tot de gedeelde bron. Het omvat een mechanisme voor prioriteitsovererving om uitgebreide problemen met prioriteitsinversie te voorkomen. Hiermee kunnen huidige taken met een hogere prioriteit zo kort mogelijk in de geblokkeerde status worden gehouden. Prioriteitsovererving corrigeert echter niet de prioriteitsinversie, maar minimaliseert alleen het effect ervan.

Gebruik van Semafoor

In het geval van een single buffer, kunnen we de 4 KB scheiden buffer in vier 1 KB bufferS. Semafoor kan met deze vier worden geassocieerd bufferS. Hierdoor kunnen gebruikers en producenten aan verschillende werken werken buffers tegelijkertijd.

Gebruik van Mutex

Een mutex zorgt voor wederzijdse uitsluiting, waarbij zowel producent als consument de sleutel (mutex) kunnen hebben en door kunnen gaan met hun werk. Zolang producer maar vult buffer, moet de gebruiker wachten, en omgekeerd. In Mutex-vergrendeling kan altijd slechts één enkele thread met de hele thread werken buffer.

Verschil tussen Semafoor en Mutex

Verschil tussen Semafoor en Mutex

parameters seinpaal mutex
Mechanisme Het is een soort signaalmechanisme. Het is een vergrendelingsmechanisme.
Data type Semafoor is een geheel getalvariabele. Mutex is slechts een object.
Wijziging De wacht- en signaalbewerkingen kunnen een semafoor wijzigen. Het wordt alleen gewijzigd door het proces dat een hulpbron kan aanvragen of vrijgeven.
resource management Als er geen bron vrij is, heeft het proces een bron nodig die de wachtbewerking moet uitvoeren. Er moet worden gewacht totdat de telling van de semafoor groter is dan 0. Als het vergrendeld is, moet het proces wachten. Het proces moet in een wachtrij worden gehouden. Dit is alleen toegankelijk als de mutex ontgrendeld is.
Draad U kunt meerdere programmathreads hebben. U kunt meerdere programmathreads in mutex hebben, maar niet gelijktijdigneonormaal.
Eigendom De waarde kan worden gewijzigd door elk proces dat de hulpbron vrijgeeft of verkrijgt. Objectvergrendeling wordt alleen vrijgegeven door het proces dat de vergrendeling ervan heeft verkregen.
Types Soorten semafoor zijn het tellen van semafoor en binaire semafoor. Mutex heeft geen subtypen.
Werking De semafoorwaarde wordt gewijzigd met behulp van de bewerking wait () en signal (). Mutex-object is vergrendeld of ontgrendeld.
Bezetting van hulpbronnen Het is bezet als alle bronnen worden gebruikt en het proces dat om bronnen vraagt, de wait ()-bewerking uitvoert en zichzelf blokkeert totdat het aantal semafoor >1 wordt. Als het object al is vergrendeld, wacht het proces dat om bronnen vraagt, en wordt het door het systeem in de wachtrij geplaatst voordat de vergrendeling wordt opgeheven.

Algemene feiten over Mutex en Semaphore

Hier zijn enkele algemene feiten over Mutex en Semaphore:

  • Slechts één taak kan de mutex verkrijgen. Er is dus eigendom verbonden aan een mutex, en alleen de eigenaar kan de mutex vrijgeven.
  • De redenen voor het gebruik van mutex en semafoor zijn verschillend, misschien vanwege de gelijkenis in hun implementatie. Een mutex zou binaire semafoor worden genoemd.
  • Een zeer bekende misvatting is dat Mutexen en Semaforen vrijwel hetzelfde zijn, met als enige verschil dat een Mutex tot 1 kan tellen, terwijl Semaforen van 0 tot N kunnen tellen.
  • Er is altijd onzekerheid tussen binaire semafoor en mutex. Je hoort misschien dat een mutex een binaire semafoor is, wat niet correct is.

Voordelen van semafoor

Hier zijn de voor- en voordelen van het gebruik van Semaphore:

  • Hierdoor heeft meer dan één thread toegang tot de kritieke sectie
  • Semaforen zijn machine-onafhankelijk.
  • Semaforen worden geïmplementeerd in de machine-onafhankelijke code van de microkernel.
  • Ze staan ​​niet toe dat meerdere processen de kritieke sectie binnendringen.
  • Omdat er druk wordt gewacht op de seinpaal, is er nooit sprake van verspilling van procestijd en middelen.
  • Ze zijn machine-onafhankelijk, wat moet worden uitgevoerd in de machine-onafhankelijke code van de microkernel.
  • Ze maken een flexibel beheer van middelen mogelijk.

Voordelen van Mutex

Hier zijn belangrijke voordelen/voordelen van Mutex

  • Mutexes zijn slechts eenvoudige sloten die worden verkregen voordat ze de kritieke sectie binnengaan en deze vervolgens loslaten.
  • Omdat zich op elk moment slechts één thread in de kritieke sectie bevindt, zijn er geen racecondities en blijven de gegevens altijd consistent.

Nadeel van seinpalen

Hier zijn de nadelen/nadelen van semafoor

  • Een van de grootste beperkingen van een semafoor is prioriteitsomkering.
  • Het besturingssysteem moet alle wachtoproepen bijhouden en de semafoor signaleren.
  • Het gebruik ervan wordt nooit afgedwongen, maar alleen volgens afspraak.
  • Om te voorkomen dat dadlockIn semafoor moeten de wacht- en signaalbewerkingen in de juiste volgorde worden uitgevoerd.
  • Semafoorprogrammering is een complex methode, dus er bestaat een kans dat er geen sprake is van wederzijdse uitsluiting.
  • Het is ook geen praktische methode voor grootschalig gebruik, aangezien het gebruik ervan leidt tot verlies aan modulariteit.
  • Semafoor is gevoeliger voor programmeerfouten.
  • Het kan veroorzaken: deadlock of schending van wederzijdse uitsluiting als gevolg van een programmeerfout.

Nadelen van Mutex

Hier zijn de nadelen/nadelen van Mutex

  • Als een thread wordt vergrendeld en in de slaapstand gaat, of als deze wordt ondermijnd, kan de andere thread mogelijk niet verder gaan. Dit kan tot hongersnood leiden.
  • Het kan niet worden vergrendeld of ontgrendeld vanuit een andere context dan degene waarin het is verkregen.
  • Er mag slechts één thread tegelijk in de kritieke sectie worden toegestaan.
  • De normale implementatie kan leiden tot een drukke wachtstatus, waardoor CPU-tijd wordt verspild.