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。
出现结果不唯一: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.
出现永远等待: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
单纯使用信号量不能解决此此问题,必须引入计数器readcount对读进程计数,mutex是用于对计数器readcount操作的互斥信号量,writerblock表示是否允许写的信号量。
int readcount=0;
semaphore writeblock,mutex;
writeblock=1;mutex=1;
cobegin
process reader_i(){ process writer_j(){
P(mutex); P(writeblock);
readcount++; V(writeblock);
if(readcount==1) }
P(writeblock);
V(mutex);
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。