用信号量进程同步与互斥

1、理解生产者和消费者问题

没有引入信号量时的生产者和消费者进程,什么情况下会出现结果不唯一?

什么情况下会出现永远等待?用信号解决生产者和消费者的同步与互斥,要求能自己写出来。

结果不唯一:假如当前的产品数为8,如果生产者生产一件产品投入缓存区,拟执行产品数加一操作;同时消费者取走一样产品,拟执行产品数减一操作;假如两者交替执行加一或减一操作,取决于其执行速度,产品数为9或7,但正确为8.

永远等待:假如消费者读取产品数为0时,调度程序暂停消费者进程,让生产者进程运行,生产者加入一个产品,将产品数加一,它便调用wakeup()函数来唤醒消费者;但是消费者未睡眠,则唤醒信号丢失,当消费者下次运行时,因已检测到产品数为0,于是去睡眠,当生产者将缓冲区填满后也去睡眠,这就会造成永远等待。

 

2、哲学家吃面问题

semaphore fork[5];

                           for(int i=0; i<5;i++)

                                fork[i]=1;

                      cobegin

                            process philosopher_i( ){

                                       while(ture){

                                                      think( );

                                                       P(fork[i]);

                                                       P(fork[(i+10%5]);

                                                                eat();

                                                       V(fork[i]);

                                                       V(fork[(i+10%5]);

                                                            }

                                           }

coend

3、读写文件问题

int readcount=0;

semaphore writeblock=1,mutex=1;

cobegin

process reader_i() {

         P(mutex);

       readcount++;

        if(readcount==1)

          P(writerblock);

          V(mutex);

          /*读文件*/

         P(mutex);

         readcount--;

         if(readcount==0)

                  V(writeblock);

           V(mutex);  }

coend

4、理发师问题

wait=0:顾客信号量  

barber=0:理发师信号量

custNum:当前顾客数量  

mutex=1:互斥量

Barber(){
while(1){
        P(wait);    //唤醒等待的一位顾客
        P(mutex);  //顾客被唤醒,准备理发,没有顾客,则睡觉
        custNum--;    //当前店里顾客数减1
         V(barber);   //有顾客来了,醒来理发
        V(mettux):   //释放互斥信号量
}
}
Customer(){
while(1){
P(mutex);    //顾客想要理发
if(custNum<N){   //店里人没有满
     custNum++;
     V(wait);     //理发师睡觉的话,唤醒他理发
     V(mutex);    //释放互斥量,理发这一动作成功
     P(baber);    //理发师进行理发操作
}
else
{
       V(metux);    //释放互斥量,打消进店理发的举动
}
}
}
5、在一间酒吧里有三个音乐爱好者队列,第一队的音乐爱好者只有随身听,第二队只有音乐磁带,第三队只有电池。而要听音乐就必须随身听、音乐磁带和电池这三种物品俱全。酒吧老板一次出售这三种物品中的任意两种。当一名音乐爱好者得到这三种物品并听完一首乐曲后,酒吧老板才能再一次出售这三种物品中的任意两种。于是第二名音乐爱好者得到这三种物品,并开始听乐曲。全部买卖就这样进行下去。试用P,v操作正确解决这一买卖。

semaphore muext=1;

cobegin

process boss(){

             P(muext);

            /*老板任意出售两种*/

             V(muext);

}

 

process musiclovers_i() {

               while(ture){

                P(muext);

                 listening();

                V(muext);

coend

6、某银行有人民币储蓄业务,由n个储蓄员负责。每个顾客进入银行后先取一个号,并且等着叫号。当一个储蓄人员空闲下来,就叫下一个号。请用P,V操作正确编写储蓄人员和顾客进程的程序。

Var mutex=1,customer_count=0:semaphore;

cobegin

    process  customer

        begin

            repeat

            P(mutex);

           取号码,进入队列;

             V(mutex);

            V(customer_count);

             untile  false;

         end

      process  serversi(i=1...n)

          begin

              repeat

              P(customer_count);

              P(mutex);

               从队列中取下一个号码;

               V(mutex);

                为该号码持有者服务;

               untile  false;

         end

coend

7、面是两个并发执行的进程。它们能正确运行吗?若不能请举例说明,并改正之。

parbegin

    var X:integer;

    process  P1                    process  P2

    var y,z:integer:            var t,u:integer;

     begin                          begin

       x:=1;                           x:=0:

       y:=0:                           t=0;   

       if  x≥l  then y:=y十1;    if  x≤l  then  t:=t+2;

            z:=y;                           u:=t;

     end;                         end;

parend.

cobegin

Var x:integer; s:semaphore;
s:=A


Process PA        Process PB
Var y, z:integer;      Var t, u:integer;
Begin           Begin
p(s);           p(s);
x:=A;             x:=0;
y:=0;             t:=0; 
if x>=A then y:=y+A;     if x<A then t:=t+B;
v(s);           v(s);
z:=y;             u:=t;
End           End 

coend

8、在一个盒子里,混装了相等数量的黑棋子和白棋子,现要用自动分拣系统把黑棋子和白棋子分开,该系统由两个并发执行的进程P1和P2组成,其中进程P1专门拣黑子,进程P2专门拣白子。规定两个进程轮流拣子且每个进程每次只拣一个子。当一个进程在拣子时不允许另一个进程去拣子,并设P1先拣。请用P,V操作管理这两个并发进程,使其能正确实现上述功能。

var s1,s2:semaphore;

s1:=1;

s2:=0;

cobegin

    Process p1

        begin

           repeat

           P(s1);

          拣黑子;

            V(S2);

            untile  false;

        end

     process  p2

        begin

            repeat

            P(s2);

            拣白子;

            V(s1);

            untile  false;

        end

coend

posted on 2019-05-06 13:47  周梓鸿  阅读(377)  评论(0编辑  收藏  举报

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