面试题：并发与同步：操作系统计数器在简单同步场景中的应用

Question

假设你正在开发一个多线程程序，需要对共享资源进行访问控制以保证数据一致性。请描述如何利用操作系统计数器来实现一个简单的互斥锁，在这个场景中，操作系统计数器的初始值应该设为多少，以及线程获取和释放锁时如何操作计数器？

Answer 1

1. 操作系统计数器初始值：
   • 初始值应设为1。因为互斥锁的本质是保证同一时间只有一个线程能访问共享资源，初始值为1表示有一个“可用资源”（即锁是可用的）。
2. 线程获取锁时对计数器的操作：
   • 线程尝试获取锁时，先对操作系统计数器进行减1操作。
   • 如果减1后计数器的值大于等于0，说明获取锁成功，该线程可以访问共享资源。
   • 如果减1后计数器的值小于0，说明锁已被其他线程占用，该线程需要等待。可以通过阻塞线程，放入等待队列等方式等待锁的释放。
3. 线程释放锁时对计数器的操作：
   • 线程访问完共享资源后释放锁，对操作系统计数器进行加1操作。
   • 加1后检查等待队列，如果有线程在等待，唤醒等待队列中的一个线程（通常按照一定的调度策略，如FIFO等），让其有机会再次尝试获取锁（重新对计数器减1操作）。