Diferencias Entre Semáforo y Mutex

La principal diferencia entre Semáforo y Mutex es que el primero, como su nombre indica, es un elemento de señalización. En cambio el Mutex es un elemento de bloqueo. Existen otras características que diferencian estos dos elementos. Sigue leyendo y descúbrelas.

¿Qué es el semáforo?

El semáforo es un tipo de datos abstracto o variable que se utiliza para controlar el acceso a un recurso común mediante múltiples procesos en un sistema concurrente, como un sistema operativo multitarea. El concepto de semáforo fue inventado por el científico informático holandés Edsger Dijkstra en 1962. El semáforo es típicamente una variable que se utiliza para resolver problemas de secciones críticas y lograr la sincronización de procesos en un entorno de procesamiento múltiple.

En la programación concurrente, el semáforo es típicamente una variable entera que se inicializa con el número de recursos presentes en el sistema. El valor del semáforo solo se puede modificar mediante dos funciones: esperar () y señal () además de la inicialización.

Los semáforos que están restringidos a los valores 0 y 1 (bloqueo / desbloqueo, disponible / no disponible) se denominan semáforos binarios y se utilizan para implementar bloqueos. Por otro lado, los semáforos que permiten un recuento de recursos arbitrario se denominan semáforos contadores.

¿Cuáles son algunas de las desventajas del semáforo?

• La programación de semáforos es un método complejo y, por lo tanto, las posibilidades de no lograr la exclusión mutua son altas.
• El semáforo es más propenso a errores
• El sistema operativo tiene que realizar un seguimiento de todas las llamadas para esperar y señalar el semáforo.
• Las posibilidades de un punto muerto son altas en el semáforo en caso de que las operaciones de espera y señal deban ejecutarse en el orden correcto.

¿Cuáles son algunas de las ventajas del semáforo?

• No permite que múltiples procesos entren en la sección crítica.
• Permite que más de un hilo acceda a la sección crítica.
• Permiten una gestión eficiente de los recursos.
• No hay desperdicio de tiempo de proceso y recursos en el semáforo debido a la espera ocupada.

Lo que necesitas saber sobre el semáforo

1. El semáforo es un mecanismo de señalización y un hilo que espera en un semáforo puede ser señalado por otro hilo.
2. El semáforo es para procesos.
3. El semáforo es de naturaleza atómica pero no singular.
4. Se puede utilizar un semáforo binario como mutex junto con la función de señalización entre subprocesos.
5. El valor del semáforo se puede cambiar mediante cualquier proceso que adquiera o libere el recurso.
6. El semáforo es una variable entera.
7. Si está bloqueado, diferentes hilos pueden actuar sobre un semáforo.
8. Un semáforo utiliza dos operaciones atómicas, espera y señal para la sincronización del proceso.
9. Solo un proceso puede adquirir un semáforo binario a la vez, pero varios procesos pueden adquirir un semáforo simultáneamente en caso de contar el semáforo.
10. El semáforo funciona en el espacio del núcleo.
11. El concepto de propiedad está ausente en semáforo.
12. El semáforo se puede clasificar en semáforo de conteo y semáforo binario.
13. Si se están utilizando todos los recursos, el proceso que solicita el recurso realiza la operación de espera () y se bloquea hasta que el recuento de semáforos sea mayor que uno.

¿Qué es Mutex?

En la programación concurrente, Mutex es un objeto en un programa que sirve como bloqueo, usado para negociar la exclusión mutua entre subprocesos. Mutex es un caso especial del semáforo; es un objeto de exclusión mutua que sincroniza el acceso a un recurso. Un objeto mutex solo permite que un subproceso entre en una sección controlada, lo que obliga a otros subprocesos que intentan obtener acceso a esa sección a esperar hasta que el primer subproceso haya salido de esa sección.

Cuando se inicia un programa, se crea un mutex con un nombre único. Después de esta etapa, cualquier subproceso que necesite el recurso debe bloquear el mutex de otros subprocesos mientras utiliza el recurso. El mutex está configurado para desbloquearse cuando los datos ya no son necesarios o la rutina finaliza.

¿Cuáles son algunas de las desventajas de Mutex?

• Es difícil bloquear o desbloquear el mutex desde un contexto diferente al que lo adquirió.
• Se supone que solo se permite un hilo en la sección crítica a la vez.
• En caso de estado de espera ocupado, se pierde tiempo de CPU.
• Si un subproceso obtiene un bloqueo y en el proceso se reemplaza, es posible que el otro subproceso no pueda moverse.

¿Cuáles son algunas de las ventajas de Mutex?

• No hay condiciones de carrera y los datos siempre permanecen consistentes debido al hecho de que, en mutex, solo un hilo está en la sección crítica en un momento dado.
• El hilo con mutex tiene propiedad sobre el recurso.
• Mutex es típicamente de naturaleza atómica y singular.

Lo que necesitas saber sobre el semáforo

1. El mutex es un mecanismo de bloqueo que asegura que solo un subproceso pueda adquirir el mutex a la vez y entrar en la sección crítica.
2. Mutex es para hilo.
3. Mutex es típicamente de naturaleza atómica y singular.
4. Un mutex nunca se puede utilizar como semáforo.
5. El bloqueo de objeto de mutex solo se libera mediante el proceso que ha adquirido el bloqueo.
6. Mutex es un objeto.
7. Mutex si está bloqueado tiene que ser desbloqueado por el mismo hilo.
8. El objeto Mutex está bloqueado o desbloqueado por el proceso que solicita o libera el recurso.
9. Solo un subproceso puede adquirir un mutex a la vez.
10. Mutex funciona en el espacio de usuario.
11. El hilo con mutex tiene propiedad sobre el recurso.
12. Mutex no tiene más categorización.
13. Si un objeto mutex ya está bloqueado, el proceso que solicita recursos espera y el sistema lo pone en cola hasta que se libera el bloqueo.

Comparativa y diferencias entre semáforo y mutex

SEMÁFORO	MUTEX
El semáforo es un mecanismo de señalización y un hilo que espera en un semáforo puede ser señalado por otro hilo.	El mutex es un mecanismo de bloqueo que asegura que solo un subproceso pueda adquirir el mutex a la vez y entrar en la sección crítica.
El semáforo es para procesos.	Mutex es para hilo.
El semáforo es de naturaleza atómica pero no singular.	Mutex es típicamente de naturaleza atómica y singular.
Se puede utilizar un semáforo binario como mutex junto con la función de señalización entre subprocesos.	Un mutex nunca se puede utilizar como semáforo.
El valor del semáforo se puede cambiar mediante cualquier proceso que adquiera o libere el recurso.	El bloqueo de objeto de mutex solo se libera mediante el proceso que ha adquirido el bloqueo.
El semáforo es una variable entera.	Mutex es un objeto.
Si está bloqueado, diferentes hilos pueden actuar sobre un semáforo.	Mutex si está bloqueado tiene que ser desbloqueado por el mismo hilo.
Solo un proceso puede adquirir un semáforo binario a la vez, pero varios procesos pueden adquirir un semáforo simultáneamente en caso de contar el semáforo.	Solo un subproceso puede adquirir un mutex a la vez.
El semáforo funciona en el espacio del núcleo.	Mutex funciona en el espacio de usuario.
El concepto de propiedad está ausente en semáforo.	El hilo con mutex tiene propiedad sobre el recurso.
El semáforo se puede clasificar en semáforo de conteo y semáforo binario.	Mutex no tiene más categorización.
Si se están utilizando todos los recursos, el proceso que solicita el recurso realiza la operación de espera () y se bloquea hasta que el recuento de semáforos sea mayor que uno.	Si un objeto mutex ya está bloqueado, el proceso que solicita recursos espera y el sistema lo pone en cola hasta que se libera el bloqueo.