题目介绍

这是一道经典的计算机科学问题，题目为 "门|门 CS 1997 |第 73 题" 。它被广泛应用于操作系统、编译原理、计算机网络等领域，是程序员及计算机科学专业学生必须掌握的一道基础问题。

问题描述

门|门 CS 1997 |第 73 题，也被称为“信号量问题”。假设有一个资源池，在同一时刻只能被一个进程访问。如果此时有多个进程需要访问该资源，一些方法可以解决这个问题，例如使用锁、条件变量等。信号量就是一种解决并发问题的机制，它被广泛应用于操作系统中，用来实现进程同步和互斥。

信号量是一个整型变量，可以对其进行原子操作，它用来表示当前可以访问资源的进程数。如果信号量的值为正数，则有进程可以访问该资源；如果信号量的值为 0，则所有需要访问该资源的进程都必须等待其它进程释放该资源，并将自己加入到等待队列中；如果信号量的值为负数，则表示有进程在等待该资源。当一个进程访问该资源时，需要将信号量的值减 1；当一个进程释放该资源时，需要将信号量的值加 1。

问题求解

在计算机领域中，经常会遇到需要同步和互斥的场景，例如多线程、多进程、网络编程等。信号量是实现这些场景的基础机制，学习并理解信号量的概念及其应用，对于程序员具有极大的帮助。因此，熟练掌握这道经典问题的解法是非常重要的。下面提供一个可能的解法，仅供参考。

#include <semaphore.h>

sem_t sem;

void* do_something(void* arg) {
    sem_wait(&sem); // 等待信号量
    // 访问资源
    sem_post(&sem); // 释放信号量
    pthread_exit(NULL);
}

int main() {
    sem_init(&sem, 0, 1); // 初始化信号量
    pthread_t threads[10];
    for (int i = 0; i < 10; i++) {
        pthread_create(&threads[i], NULL, do_something, NULL);
    }
    for (int i = 0; i < 10; i++) {
        pthread_join(threads[i], NULL);
    }
    sem_destroy(&sem); // 销毁信号量
    return 0;
}

这是一个使用信号量进行多线程同步的例子。在该例子中，使用了 POSIX 标准的信号量库 semaphore.h，并声明了一个信号量 sem。在 do_something 函数中，调用 sem_wait 等待信号量，表示当前线程需要访问该资源；然后访问资源；最后调用 sem_post 释放信号量，表示当前线程已经释放了资源。在主函数中，创建了 10 个线程并启动，等待这些线程执行完毕，最后销毁信号量。