Kāda ir atšķirība starp semaforu un mutex?

Sēmafora ir vispārīgs sinhronizācijas mehānisms, kas tiek izmantots, lai pārvaldītu piekļuvi ierobežotam resursam vairākās konkurējošās pavedienos. Tas uztur veselu skaitli, kas samazinās, kad tiek ieņemts resurss, un palielinās, kad tas tiek atbrīvots. Ja semafora vērtība ir nulle, mēģinājums to ieņemt bloķē pavedienu, līdz cits pavedienis atbrīvos resursu. To var izmantot, lai ierobežotu vienlaicīgi darbojošo pavedienu skaitu.

MUTEX (mutual exclusion — savstarpēja izslēgšana) ir binārs semafors, kas var būt vai nu bloķēts, vai atbloķēts. To izmanto kritiskās sekcijas aizsardzībai pret vienlaicīgu piekļuvi no vairākiem pavedieniem. Tikai viens pavedienis var ieņemt mutex vienlaikus. Pavediens, kas ir ieguvis mutex, nevar tikt pārtraukts ar citu pavedienu, kurš mēģina to ieņemt. Ja mēģināsiet ieņemt bloķētu mutex, pavediens tiks bloķēts līdz tas tiks atbrīvots.

Galvenās atšķirības:

Raksturlielums	Semafors	Mutex
Tips	Vispārīgs sinhronizācijas mehānisms	Binārs semafors (semafora īpašais gadījums)
Vērtība	Vesels skaitlis (>= 0)	Binārs (0 vai 1)
Mērķis	Piekļuves pārvaldība resursiem, ierobežojumi	Kritisko sekciju aizsardzība, savstarpēja izslēgšana
Īpašnieks	Var nebūt īpašnieks	Vienmēr ir īpašnieks (pavediens, kurš to ieguva)
Izmantošana iOS	DispatchSemaphore	Bieži realizē caur DispatchQueue.sync vai NSRecursiveLock

Piemērs, kā izmantot mutex kritiskās sekcijas aizsardzībai:

// GCD (Grand Central Dispatch) kontekstā
let serialQueue = DispatchQueue(label: "com.example.criticalSection")

serialQueue.sync {
    // Kritiskās sekcijas kods
    // Tikai viens pavedienis var būt šeit jebkurā laikā
}

Piemērs, kā izmantot semaforu paralēlo uzdevumu ierobežošanai:

// GCD (Grand Central Dispatch) kontekstā
let semaphore = DispatchSemaphore(value: 3) // Atļauj 3 paralēlas uzdevumus

DispatchQueue.global().async {
    semaphore.wait() // Samazina semafora vērtību par 1. Bloķē, ja vērtība ir 0.

    // Uzdevuma kods, kas tiek izpildīts paralēli
    print("Uzdevums tiek izpildīts")

    Thread.sleep(forTimeInterval: 1) // Darba imitācija

    semaphore.signal() // Palielina semafora vērtību par 1. Atbrīvo gaidošo pavedienu, ja tāds ir.
    print("Uzdevums pabeigts")
}

// Varat palaist vairākus šādus blokus. Tikai 3 tiks izpildīti vienlaikus.