逍遙文工作室

在作業系統這門課學到的訊號 (Semaphore)，總算可以派上用場！還是實作比理論有感覺多了～iOS早已把它給實作出來，我們只要知道怎麼去用它就行了！

維基百科這麼解釋訊號 (Semaphore)：

定義

信號標（Semaphore）又稱為號誌，它以一個整數變數，提供訊號，以確保在平行計算環境中，不同行程在存取共享資源時，不會發生衝突。是一種不需要使用忙碌等待（busy waiting）的一種方法。

在系統中，給予每一個行程一個信號標，代表每個行程目前的狀態，未得到控制權的行程會在特定地方被強迫停下來，等待可以繼續進行的訊號到來。如果信號量是一個任意的整數，通常被稱為計數訊號量（Counting semaphore），或一般訊號量（general semaphore）；如果信號量只有二進位的0或1，稱為二進位訊號量（binary semaphore）。在linux系中，二進位訊號量（binary semaphore）又稱Mutex。

運作

計數訊號量具備兩種操作動作，之前稱為 V（又稱signal()）與 P（wait()）。 V操作會增加信號標 S的數值，P操作會減少它。

1. 初始化，給與它一個非負數的整數值。
2. 執行 P（wait()），信號標S的值將被減少。企圖進入臨界區段的行程，需要先執行 P（wait()）。當信號標S減為負值時，行程會被擋住，不能繼續；當信號標S不為負值時，行程可以獲准進入臨界區段。
3. 執行 V（又稱signal()），信號標S的值會被增加。結束離開臨界區段的行程，將會執行 V（又稱signal()）。當信號標S不為負值時，先前被擋住的其他行程，將可獲准進入臨界區段。

我們實際來使用看看吧！

 /**
 Theme: Using Semaphore
 IDE: Xcode 5
 Language: Objective C
 Date: 102/12/24
 Author: HappyMan
 Blog: https://cg2010studio.wordpress.com/
 */
-(void)testSemaphore
{
    NSLog(@"Happy Start");
    __block dispatch_semaphore_t sem = dispatch_semaphore_create(0);
    dispatch_queue_t queue = dispatch_queue_create("happy.queue", nil);
    dispatch_async(queue, ^(void) {
        int sum = 0;
        for(int i = 0; i < 10000; i++)
            sum += i;
        NSLog(@"The sum is: %d", sum);
        
        // signal the semaphore
        NSLog(@"Before signal");
        dispatch_semaphore_signal(sem);
        NSLog(@"After signal");
    });
    // wait for the semaphore
    NSLog(@"Before wait");
    dispatch_semaphore_wait(sem, DISPATCH_TIME_FOREVER);
    NSLog(@"After wait");
}

執行結果：

Happy Start
Before wait
49995000
Before signal
After signal
After wait

最後兩行順序不一定，有可能After wait－＞After signal。

只要會用這三個方法，就夠嚕～直接看SDK裡的解釋。

• create
• wait
• signal

/*!
 * @function dispatch_semaphore_create
 *
 * @abstract
 * Creates new counting semaphore with an initial value.
 *
 * @discussion
 * Passing zero for the value is useful for when two threads need to reconcile
 * the completion of a particular event. Passing a value greather than zero is
 * useful for managing a finite pool of resources, where the pool size is equal
 * to the value.
 *
 * @param value
 * The starting value for the semaphore. Passing a value less than zero will
 * cause NULL to be returned.
 *
 * @result
 * The newly created semaphore, or NULL on failure.
 */

/*!
 * @function dispatch_semaphore_wait
 *
 * @abstract
 * Wait (decrement) for a semaphore.
 *
 * @discussion
 * Decrement the counting semaphore. If the resulting value is less than zero,
 * this function waits for a signal to occur before returning.
 *
 * @param dsema
 * The semaphore. The result of passing NULL in this parameter is undefined.
 *
 * @param timeout
 * When to timeout (see dispatch_time). As a convenience, there are the
 * DISPATCH_TIME_NOW and DISPATCH_TIME_FOREVER constants.
 *
 * @result
 * Returns zero on success, or non-zero if the timeout occurred.
 */

/*!
 * @function dispatch_semaphore_signal
 *
 * @abstract
 * Signal (increment) a semaphore.
 *
 * @discussion
 * Increment the counting semaphore. If the previous value was less than zero,
 * this function wakes a waiting thread before returning.
 *
 * @param dsema The counting semaphore.
 * The result of passing NULL in this parameter is undefined.
 *
 * @result
 * This function returns non-zero if a thread is woken. Otherwise, zero is
 * returned.
 */

參考：WiKi – Semaphore、WiKi – 訊號標、多工筆記 (GCD)、Semaphore原理與操作說明、同步機制比較：Spinlock v.s. Mutex。