華理操作系統(tǒng)-第7講

2.4典進程的同步問生產(chǎn)者—消費者問哲學(xué)家進餐讀者—一、“生產(chǎn)者—消費者”問問題描述 一、“生產(chǎn)者—消費者”問緩沖緩沖生產(chǎn)生產(chǎn)一個產(chǎn)取出一個產(chǎn)定義兩個同步信號量empty——表示緩沖區(qū)是否為空，初值為n。full——表示緩沖區(qū)中是否為滿，初值為0。一、“生產(chǎn)者—消費者”問生產(chǎn)者進程}

消費產(chǎn)}一、“生產(chǎn)者—消費者”問M個生產(chǎn)者，K個消費者，公用有n個緩沖區(qū)的緩沖一、“生產(chǎn)者—消費者”問P1,P2,…，Pm，一群消費者進程C1,C2,…，Ck，沖池未滿，生產(chǎn)者就可以把產(chǎn)品送入緩沖區(qū)，類似地，只要緩沖池未空，消費者便可以從緩沖區(qū)取走產(chǎn)品并消耗它。生產(chǎn)者和消費者的同步關(guān)系將生產(chǎn)者向滿的緩沖池輸送產(chǎn)品，也消費者從空“生產(chǎn)者—消費者”問題的解設(shè)置兩個同步信號量及一個互斥信號empty：說明空緩沖區(qū)的數(shù)目，其初值為緩沖池的大小n，表示消費者已把緩沖池中全部產(chǎn)品取走，有n個空緩沖區(qū)可用。full：說明滿緩沖區(qū)的數(shù)目（即產(chǎn)品數(shù)目），初值為0,表示生產(chǎn)者尚未把產(chǎn)品放入緩沖池，有0個滿緩沖區(qū)可用。mutex:說明該緩沖池是一臨界資源，必須互斥“生產(chǎn)者—消費者”問題的解“生產(chǎn)者—消費者”問題的同步算法描述semaphorefull=0;/*表示滿緩沖區(qū)的數(shù)目*/semaphoreempty=n;/*表示空緩沖區(qū)的數(shù)目*/semaphoremutex=1;/*表示對緩沖池進行操作的互斥信號量{}{{in=(in+1)modn;}}

{{nextc=Buffer[out];out=(out+1)modn;消費nextc中的產(chǎn)}}“生產(chǎn)者-消費者”問題中應(yīng)注互斥信號量的P、V操作在每一進程中必須成對出現(xiàn)。對資源信號量(full,empty)的P、V操作也必須成對出現(xiàn)，但可分別處于不同的程序中。多個P先執(zhí)行資源信號量的P操作，再執(zhí)行互斥信“生產(chǎn)者-消費者”問題中應(yīng)注它是一個同步它是一互斥問 用管程機制解決生產(chǎn)者—1、建立Producer-consumer(PC)管管程notfull表管程notfull表示notempty示等varin,out,count:integer;buffer:array[0,…,n-1]ofitem; /*初始化代碼用管程機制解決生產(chǎn)者—1、建立Producer-consumer(PC)管put(item)過生產(chǎn)者利用此過程將自己生產(chǎn)的產(chǎn)品放到緩池中，若發(fā)現(xiàn)緩沖池已滿（countget(item)過

n)，則等待消費者利用此過程將緩沖池中的產(chǎn)品取走，發(fā)現(xiàn)緩沖池已空（count0)，則等待 Procedureentryput(item)ifcount>=nin:=(in+1)modn;ifnotempty.queue

Procedureentryifcount=0out:=(out+1)modn;ifnotfull.queue2、生產(chǎn)者—消費者問題的解produceaniteminnextp;untilfalseconsumetheiteminnextc;untilfalse二、“哲學(xué)家進餐”問問題描述有五個哲學(xué)家，他們的生活方式是交替地進行餐畢，放下筷子又繼續(xù)思考。哲學(xué)家進餐問題可看作是并發(fā)進程并發(fā)執(zhí)行時理共享資源的一個有代表性的問題哲學(xué)家進餐問題的解semaphorestick[5]={1,1,1,1,1};/*分別表示5支筷子*/{}第i個哲學(xué)家的活動算philosopher(int{{進餐}

說明1、此算法可以保證不相鄰的兩位哲學(xué)家同時進餐而各自拿起了左邊的筷}上述解法可能出現(xiàn) 等待，有若干種至多允許四個哲學(xué)家同時進餐（解決方法解決的方法（一 signal(stick[(i+1)mod wait(stick[(i+1)mod 解決的方法（二 {if signal(stick[(i+1)mod wait(stick[(i+1)mod {wait(stick[(i+1)mod}解決的方法（三semaphorestick[5]={1,1,1,1,1};philosopher(inti){{Swait(stick[(i+1)modSsignal(stick[(i+1)mod}}三、“讀者—寫者”問問題描述程共享。其中，讀者（reader）進程要求讀，寫（writer）進程要求寫或修改三、“讀者—寫者”問RRRRRRRRRWWWWWWShared三、“讀者—寫者”問WWWWWWWRRRRRRRRShared三、“讀者—寫者”問RRRRRRRRRWWWWWShared“讀者—寫者”問題的解“讀者—設(shè)置一個共享變量和兩個信號量共享變量readcoun：記錄當前正在讀數(shù)據(jù)集的讀進程數(shù)目，初值為0。讀互斥信號量rmutex：表示讀進程互斥地 寫互斥信號量wmutex：表示寫進程與其它進程（讀、寫）互斥地 數(shù)據(jù)集，初值為“讀者—寫者”問題的解“讀者—寫者semaphorermutex=1;semaphorewmutex=1;intreadcount=0;{}{{}

if(readcount= utex);/*第一位讀 寫if(readcount==0)V(wmutex);/*第末位讀者允許寫進}{{utex); 其