Unterschied zwischen Mutex und Semaphor

Mutex vs Semaphore

Ein Mutex ist analog zu einem einzelnen Schlüssel für einen Raum. Eine Person, die den Schlüssel hält, was einem Thread analog ist, kann als einziger Zugriff auf den Raum haben. Die Person mit dem Zugang muss dann den Schlüssel an die nächste in der Reihe befindliche Person abgeben. Daher kann ein Mutex nur von dem Thread freigegeben werden, der ihn erhält.

Ein Mutex wird normalerweise verwendet, um den Zugriff auf einen Abschnitt eines wiedereintrittsfähigen Codes zu serialisieren. Dies ist eine Art Code, der nicht von mehreren Threads gleichzeitig ausgeführt werden kann. In einem Abschnitt ist nur ein einzelner Thread zulässig. Dadurch müssen die anderen Threads in der Warteschlange warten. Bevor ein Thread Zugriff erhält, muss er warten, bis der Thread den Abschnitt aufgibt.

Bei der gleichen Analogie in Mutex sind Semaphore die Anzahl ähnlicher Schlüssel, die auf die gleiche Anzahl von Räumen mit ähnlichen Sperren zugreifen können. Ein Semaphor oder der Wert einer Semaphorenzahl hängt von der Anzahl der Personen (Threads) ab, die den Raum betreten oder verlassen. Wenn 5 Räume vorhanden sind und alle belegt sind, ist die Anzahl der Semaphore gleich Null. Wenn zwei den Raum verlassen, zählen zwei, und die beiden Schlüssel werden an die nächsten zwei in der Warteschlange vergeben.

Damit können Semaphore gleichzeitig von einem beliebigen Thread oder Prozess signalisiert werden und sind ideal für Anwendungen, die eine Synchronisation erfordern. Trotzdem werden Semaphore verwendet, um die Anzahl der gleichzeitigen Benutzer einer gemeinsamen Ressource basierend auf der maximalen Semaphorenzahl effektiv zu beschränken.

Im Grunde kann ein Mutex als ein Semaphor mit einem Wert von Eins betrachtet werden.

Dekrement und Inkrement des Semaphors hängen davon ab, ob Threads Zugriff auf die gemeinsame Ressource anfordern oder den Abschnitt verlassen.

In der Theorie sind Mutex und (binäre) Semaphore semantisch ähnlich. Die Implementierung des Mutex kann mit Semaphoren erfolgen und ist umgekehrt. In der Praxis können sie jedoch etwas anders sein.

Mutexe sind nur für den gegenseitigen Ausschluss vorgesehen, und binäre Semaphore sollen für den gegenseitigen Ausschluss und die Ereignisbenachrichtigung verwendet werden. Obwohl sie sich hinsichtlich Implementierung und allgemeiner Semantik sehr ähnlich sind, werden sie unterschiedlich verwendet.

Zusammenfassung:

1. Mutex wird normalerweise verwendet, um den Zugriff auf eine gemeinsame Ressource zu serialisieren, während ein Semaphor eine Anzahl gleichzeitiger Zugriffe ist.

2. Mutex ist wie ein Semaphor mit einer Zählung von Eins.
3. Der Mutex erlaubt nur einem einzelnen Thread Zugriff, während Semaphore gleichzeitig von einem beliebigen Thread oder Prozess signalisiert werden können.

4. Semaphore sind ideal für die Synchronisation und werden häufig für Ereignisbenachrichtigung und gegenseitigen Ausschluss verwendet, während Mutex nur für gegenseitigen Ausschluss verwendet wird.