网站非法收录用户信息,百度竞价点击神器,做网站创业故事,电子商务和网站建设区别补充 互斥信号量mutex初值均为1 同步信号量根据问题实际描述自己设计 生产者-消费者问题
问题描述#xff1a;一组生产者进程和一组消费者进程 共享一个初始为空、大小为n的缓冲区。#xff08;缓冲区#xff1a;临界资源#xff09;
只有缓冲区没满时#xff0c;生产者… 补充 互斥信号量mutex初值均为1 同步信号量根据问题实际描述自己设计 生产者-消费者问题
问题描述一组生产者进程和一组消费者进程 共享一个初始为空、大小为n的缓冲区。缓冲区临界资源
只有缓冲区没满时生产者才能把消息放入缓冲区否则必须等待只有缓冲区不空时消费者才能从中取出消息否则必须等待
信号量mutex互斥信号量用于控制互斥访问缓冲池初值为1信号量full同步信号量用于记录当前缓冲池中的“满”缓冲区数初值为0信号量empty同步信号量用于记录当前缓冲池中的“空”缓冲区数初值为n
注①实现互斥的P操作一定要在实现同步的P操作之后
②两个V操作顺序可以交换
semaphore mutex1; //临界区互斥信号量
semaphore emptyn; //同步信号量表示空闲缓冲区数量
semaphore full0; //同步信号量缓冲区初始化为空表示满缓冲区数量
producer(){ //生产者进程while(1){produce an item in nextp; //生产数据P(empty); //获取空缓冲区单元消耗一个空闲缓冲区P(mutex); //进入临界区add nextp to buffer; //将数据放入缓冲区V(mutex); //离开临界区释放互斥信号量V(full); //满缓冲区数1即增加一个产品}
}
//V(full)和P(full)实现两进程的同步关系是在其中一个进程执行P另一个进程执行V
consumer(){ //消费者进程while(1){P(full); //获取满缓冲区单元消耗一个产品非空缓冲区P(mutex); //进入临界区remove an item from buffer; //从缓冲区中取出数据V(mutex); //离开临界区释放互斥信号量V(empty); //空缓冲区数1即增加一个空闲缓冲区consume the item; //消费数据}
}多生产者-多消费者
问题分析桌上有一个盘子每次只能向其中放入一个水果。
只有盘子为空时爸爸或妈妈才可向盘子中放一个水果仅当盘子中有自己需要的水果时儿子或女儿可以从盘子中取出
如图儿子和女儿之间没有互斥和同步关系。 信号量plate互斥信号量表示是否允许向盘子放入水果初值为1表示允许放入且只允许放入一个信号量apple同步信号量表示盘子中是否有苹果初值为0表示盘子为空不许取apple1可取信号量orange同步信号量表示盘子中是否有橘子初值为0表示盘子为空不许取apple1可取
注在缓冲区大小1的情况下可以不设置mutex。但若缓冲区大小1则需要设置mutex
semaphore plate1,apple0,orange0;
dad(){ //父亲进程while(1){prepare an apple; P(plate); //互斥向盘中取、放水果相当于盘子数-1put the apple on the plate; //向盘中放苹果V(apple); //允许取苹果相当于苹果数1}
}
mom(){ //母亲进程while(1){prepare an orange;P(plate);put the orange on the plate;V(orange);}
}
son(){ //儿子进程while(1){P(orange); //互斥向盘中取橘子相当于盘中橘子数-1take an orange from the plate;V(plate); //允许向盘中取、放水果相当于盘子数1告诉父母盘子空了eat the orange;}
}
daughter(){ //女儿进程while(1){P(apple);take an apple from the plate;V(plate);eat the apple;}
}读者-写者问题
问题描述有读者和写者两组并发进程共享一个文件
允许多个读者同时对文件执行读操作只允许一个写者往文件中写信息任意一个写者在完成写操作前不允许其他读者或写者工作写者执行写操作前应让已有的读者和写者全部退出
信号量count记录当前读者的数量初值为0互斥信号量mutex保护更新count变量时的互斥互斥信号量rw保证读者和写者的互斥访问
读进程优先
int count0; //用于记录当前的读者数量
semaphore mutex1; //用于保护更新count变量时的互斥
semaphore rw1; //用于保证读者和写者互斥的访问文件
writer(){ //写者进程while(1){P(rw); //互斥访问共享文件——加锁writing; //写入V(rw); //释放共享文件——解锁}
}
reader(){ //读者进程while(1){P(mutex); //互斥访问count变量if(count0) //当第一个进程读共享文件时——加锁P(rw); //阻止写进程写count; //读者计数器1V(mutex); //释放互斥变量countreading; //读取P(mutex); //互斥访问count变量count--; //读者计数器-1if(count0) //当最后一个进程读共享文件时——解锁V(rw); //允许写进程写V(mutex); //释放互斥变量count}
}读进程优先会导致写进程“饿死”
写进程优先
当有读进程正在读共享文件时有写进程请求访问这时应禁止后续读进程的请求等到已在共享文件的读进程执行完毕立即让写进程执行
增加一个信号量w用于实现“写优先”初值为1
int count0; //用于记录当前的读者数量
semaphore mutex1; //用于保护更新count变量时的互斥
semaphore rw1; //用于保证读者和写者互斥的访问文件
semaphore w1; //用于实现“写优先”
writer(){ //写者进程while(1){P(w); //在无写进程请求时进入P(rw); //互斥访问共享文件——加锁writing; //写入V(rw); //释放共享文件——解锁V(w); //恢复对共享文件的访问}
}
reader(){ //读者进程while(1){P(w); //在无写进程请求时进入P(mutex); //互斥访问count变量if(count0) //当第一个进程读共享文件时——加锁P(rw); //阻止写进程写count; //读者计数器1V(mutex); //释放互斥变量countV(w); //恢复对共享文件的访问reading; //读取P(mutex); //互斥访问count变量count--; //读者计数器-1if(count0) //当最后一个进程读共享文件时——解锁V(rw); //允许写进程写V(mutex); //释放互斥变量count}
}哲学家进餐问题
问题描述一张圆桌边上坐着5名哲学家每两名哲学家之间的桌上摆一根筷子两根筷子中间是一碗米饭。哲学家们只会思考和进餐。
注若遇到一个进程需要同时持有多个临界资源的情况应参考哲学家问题的思想
哲学家在思考时并不影响他人只有当哲学家饥饿时才试图拿起左、右两根筷子一根一根拿起若筷子已在他人手上则需要等待饥饿的哲学家只有同时拿到了两根筷子才可以开始进餐。进餐完毕后放下筷子继续思考 互斥信号量数组chopstick[5]{1,1,1,1,1}用于对5个筷子的互斥访问哲学家 i 号左边筷子编号为 i 右边筷子编号为 (i1)%5
制定规则当一名哲学家左右两边的筷子都可用时才允许他抓起筷子并不保证都可用时拿起
semaphore chopstick[5]{1,1,1,1,1}; //初始化信号量
semaphore mutex1; //设置取筷子的信号量
Pi(){ //i号哲学家的进程do{P(mutex); //在取筷子前获得互斥量P(chopstick[i]); //取左边筷子P(chopstick[(i1)%5]); //取右边筷子V(mutex); //释放取筷子的信号量eat; //进餐V(chopstick[i]); //放回左边筷子V(chopstick[(i1)%5]); //放回右边筷子think; //思考}while(1);
}//哲学家进餐模板
//定义大锁
semaphore lock1;
//定义资源数int
//如 有a、b、c三类资源分配有9、8、5个则定义3个int变量int a9; int b8; int c5;
Process(){while(1){P(lock);if(所有资源都够){所有资源int值减少;取xxx资源;V(lock);break;}V(lock);}做进程该做的事; //用中文说明即可P(lock);归还所有资源所有资源int值增加;V(lock);
}吸烟者问题生产多个产品的单生产者
问题描述一个系统有三个抽烟者进程和一个供应者进程。
抽烟者需要三种材料烟草、纸和胶水第一个抽烟者拥有烟草第二个抽烟者拥有纸第三个抽烟者拥有胶水供应者无限提供三种材料供应者每次将两种材料组合放到桌子上。拥有剩下那种材料的抽烟者卷一根烟并抽掉同时给供应者一个信号告诉已完成此时供应者就会将另外两种材料放到桌上
供应者与三个抽烟者是同步关系三个抽烟者对抽烟这个动作是互斥信号量offer1offer2offer3分别表示两两组合烟草和纸的组合、烟草和胶水的组合、纸和胶水的组合信号量finish用于互斥进行抽烟动作
int num0; //存储随机数
semaphore offer10; //定义信号量对应烟草和纸组合的资源
semaphore offer20;
semaphore offer30;
semaphore finish0; //定义信号量表示抽烟是否完成
provider(){ //供应者while(1){num;num(num1)%3;if(num0)V(offer1); //提供烟草和纸else if(num1)V(offer2); //提供烟草和胶水elseV(offer3); //提供纸和胶水任意两种材料放在桌子上;P(finish);}
}
smoker1(){ //拥有烟草者while(1){P(offer3); //检查是否为组合3拿纸和胶水卷成烟抽掉;V(finish);}
}
smoker2(){ //拥有纸者while(1){P(offer2);拿烟草和胶水卷成烟抽掉;V(finish);}
}
smoker3(){ //拥有胶水者while(1){P(offer1);拿烟草和纸卷成烟抽掉;V(finish);}
}理发师叫号
问题描述一位理发师、一把理发椅n把顾客等待理发的椅子
无顾客理发师在理发椅上睡觉有顾客顾客叫醒理发师理发师正在理发时有顾客该顾客坐在空椅上若无空椅则离开
int num0; //表示有几个顾客等待被服务
semaphore lock1; //互斥访问num
semaphore rest0; //同步信号量让服务人员排队等待的队列
semaphore wait0; //同步信号量让顾客排队等待的队列
Server(){ Customer(){while(1){ P(lock);P(lock); if(num等待人数上限){ //有些场景可能没有规定人数上限if(num0){ V(lock);num--; 离开;叫号; }else{V(lock); num;V(wait); //唤醒一个顾客 取号/排队;为顾客服务; V(lock);}else{ V(rest); //唤醒一个等待的服务人员V(lock); P(wait); //等待被服务P(rest); //服务人员休息 被服务;} }} }
}
