Sémaphore (informatique) - Définition

Exemple d'usage du sémaphore

Sémaphores bloquants

Outre les sémaphores à compteur interne, il existe également les sémaphores bloquants. Un sémaphore bloquant est un sémaphore qui est initialisé avec la valeur 0. Ceci a pour effet de bloquer n'importe quel thread qui effectue P(S) tant qu'un autre thread n'aura pas fait un V(S). Ce type d'utilisation est très utile lorsque l'on a besoin de contrôler l'ordre d'exécution entre threads. Cette utilisation des sémaphores permet de réaliser des barrières de synchronisation.

Exclusion mutuelle

Il existe également le sémaphore binaire qui est une exclusion mutuelle (mutex). Il est toujours initialisé avec la valeur 1.

Résolution du problème des lecteurs/rédacteurs

Un problème classique pouvant être résolu à l'aide des sémaphores est le problème des lecteurs/rédacteurs. Ce problème traite de l'accès concurrent en lecture et en écriture à une ressource. Plusieurs processus légers (thread) peuvent lire en même temps la ressource, mais il ne peut y avoir qu'un et un seul thread en écriture.

Résolution du problème des producteurs/consommateurs

Lorsque des processus légers souhaitent communiquer entre eux, ils peuvent le faire par l'intermédiaire d'une file. Il faut définir le comportement à avoir lorsqu'un thread souhaite lire depuis la file lorsque celle-ci est vide et lorsqu'un thread souhaite écrire dans la file mais que celle-ci est pleine. Voir l'article sur le problème des producteurs et consommateurs.

Les sémaphores aujourd'hui

Les sémaphores sont toujours utilisés dans les langages de programmation qui n'implémentent pas intrinsèquement d'autres formes de synchronisation. Ils sont le mécanisme primitif de synchronisation de beaucoup de systèmes d'exploitation. La tendance dans le développement des langages de programmation est de s'orienter vers des formes plus structurées de synchronisation comme les moniteurs. Outre les problèmes d'interblocages qu'ils peuvent provoquer, les sémaphores ne protègent pas les programmeurs de l'erreur courante qui est de bloquer un sémaphore par un processus qui est déjà bloqué par ce même processus, et d'oublier de libérer un sémaphore qui a été bloqué. Hoare, Hansen, Andrews, Wirth, et même Dijkstra ont jugé le sémaphore obsolète.

Problèmes pouvant être induits par l'utilisation des sémaphores

Les sémaphores servant notamment à effectuer de la synchronisation, ils peuvent conduire à des situations indésirables, par exemple

• Interblocage
• Inversion de priorité