Kāda ir atšķirība starp mutex un semaforu?

Mūutex ir binārs semafors, kas ir vai brīvs (vērtība 1), vai aizņemts (vērtība 0). To izmanto kritisko sekciju aizsardzībai un nodrošina ekskluzīvu piekļuvi resursam. Tikai šūns, kurš ir ieguvis mūutexu, to var atbrīvot.

Semafors ir mūutexa vispārīgā versija, kas attēlota kā skaitītājs. Tas var pieņemt ne-negatīvas vērtības un tiek izmantots ierobežotu resursu piekļuves pārvaldībai. Šūns var ieguvēt semaforu, ja skaitītājs ir lielāks par nulli (samazina to), un atbrīvot semaforu (palielina skaitītāju). Semaforu var atbrīvot cits šūns, ne tas, kurš to ieguva.

Galvenās atšķirības:

• Mērķis: Mūutex ir kritisko sekciju aizsardzībai, Semafors — piekļuves pārvaldībai resursiem.
• Vērtība: Mūutex (0 vai 1), Semafors (jebkurš ne-negatīvs skaitlis).
• Pārvaldība: Mūutex ir īpašnieks (šūns, kurš to ieguva), Semafors nav skaidrs īpašnieks.
• Kas var atbrīvot: Mūutex var atbrīvot tikai īpašnieks, Semafors — jebkurš šūns.

#include <mutex> // std::mutex
#include <semaphore> // std::counting_semaphore

std::mutex mtx; // Kritisko sekciju aizsardzības mūutex

void critical_section() {
    mtx.lock(); // Iegūt mūutexu
    // Piekļuve kopējam resursam
    mtx.unlock(); // Atbrīvot mūutexu
}

// Semafors, lai pārvaldītu piekļuvi 5 resursiem
std::counting_semaphore<5> sem(5);

void access_resource() {
    sem.acquire(); // Iegūt resursu (samazina skaitītāju)
    // Resursa izmantošana
    sem.release(); // Atbrīvot resursu (palielina skaitītāju)
}

Salīdzinājums tabulā:

Īpašība	Mūutex	Semafors
Tips	Sinhronizācijas objekts (binārs semafors)	Sinhronizācijas objekts (skaitītājs)
Vērtība	0 (aizņemts), 1 (brīvs)	Ne-negatīvs skaitlis
Mērķis	Kritisko sekciju aizsardzība, izņēmums	Ierobežotu resursu pārvaldība
Īpašnieks	Ir īpašnieks (šūns, kurš to ieguva)	Nav skaidrs īpašnieks
Kas var atbrīvot	Tik īpašnieks var atbrīvot	Jebkurš šūns