文章目錄

• 生產(chǎn)者--消費(fèi)者問(wèn)題
• • 分析
  • 實(shí)現(xiàn)
• 哲學(xué)家進(jìn)餐問(wèn)題
• • 方法一：最多4人同時(shí)拿左筷子，最終保證一人能進(jìn)餐
  • 方法二：同時(shí)給左右筷子
  • • 解法1：AND信號(hào)量
    • 解法2：信號(hào)量保護(hù)機(jī)制
  • 方法三：讓奇數(shù)先左后右，讓偶數(shù)先右后左
• 讀者--寫者問(wèn)題
• • 分析
  • 實(shí)現(xiàn)

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生產(chǎn)者–消費(fèi)者問(wèn)題

分析

• P1~Pl 向BUFF存信息，C1~Cm 從BUFF取信息。
• 不能對(duì)同一個(gè)信息既存又取，因此P進(jìn)程和C進(jìn)程互斥（mutex）
• BUFF中有空位，P進(jìn)程才能存信息（empty）
• BUFF中有信息，C進(jìn)程才能取信息（full）

實(shí)現(xiàn)

int in = 0, out = 0; // 在BUFF中要操作（存消息，取消息）的位置 item buff[n]; // 創(chuàng)建BUFF semaphore mutex= 1, empty = n, full = 0; void producer(){do{產(chǎn)生一個(gè)消息并放到nextp里wait(empty); // 先檢驗(yàn)是否為空wait(mutex); // 后檢驗(yàn)是否互斥。順序顛倒，在滿的情況下，// 會(huì)導(dǎo)致mutex無(wú)法釋放，導(dǎo)致死鎖buff[in] = nextp;in = (in+1)%n; // 讓in指向下一個(gè)位置signal(mutex); // 釋放互斥信號(hào)signal(full); // 放進(jìn)去信息了，full+1}while(True) }void consumer(){do{wait(full);wait(mutex);nextc = buff[out];out = (out+1) mod n;signal(mutex);signal(empty);消費(fèi)nextc中的產(chǎn)品}while(True) }void main(){cobeginproducer();consumer();coend }

注意：

• 每個(gè)進(jìn)程中 wait（mutex）和 signal（mutex）成對(duì)存在
• 整個(gè)程序中 wait（empty/full）和 signal（empty/full）成對(duì)存在
• wait（）順序不能顛倒，先資源再互斥，避免死鎖

哲學(xué)家進(jìn)餐問(wèn)題

方法一：最多4人同時(shí)拿左筷子，最終保證一人能進(jìn)餐

semaphore chopsticks[5] = {1,1,1,1,1} // 5根筷子 semaphore r = 4 // 最多4個(gè)人同時(shí)拿左筷子 void ohilosopher(int i) {while(true){think();wait(r);// 看看有幾個(gè)人拿了左筷子wait(chopsticks[i]); // 拿左筷子wait(chopsticks[(i+1)mod 5]; // 拿有筷子eat(); // 吃signal(chopsticks[(i+1)) mod 5]; //給出筷子signal(chopsticks[i]);// 給出筷子signal(r); // 1個(gè)吃完了，又允許1個(gè)人拿左筷子了think();} }

方法二：同時(shí)給左右筷子

解法1：AND信號(hào)量

semaphore chopsticks[5] = {1,1,1,1,1} void philosopher(int i){while（true）{think();Swait(chopsticks [i] ; chopstick[i+1] mod 5); // 用AND信號(hào)量同時(shí)給左右筷子eat(); // 吃Ssignal(chopstick[(i+1) mod 5];chopstick[i]) // 吃完釋放一雙筷子think();} }

解法2：信號(hào)量保護(hù)機(jī)制

semaphore mutex = 1 semaphore chopsticks[5] = {1,1,1,1,1} void philosopher(int i){while(true){think();wait(mutex);wait(chopstick[i]);wait(chopstick[(i+1) mod 5]);signal(mutex);eat();signal(chopstick[i]);signal(chopstick[(i+1) mod 5]);think();} }

方法三：讓奇數(shù)先左后右，讓偶數(shù)先右后左

semaphore chopsticks[5] = {1,1,1,1,1] void philosopher(int i){while(true){if(i mod 2 == 0){wait(chopstick[(i+1) mod 5);wait(chopstick[i]);eat();signal(chopstick[i]);signal(chopstick[(i+1) mod 5]);}else{wait(chopstick[i]);wait(chopstick[(i+1) mod 5);eat();signal(chopstick[(i+1) mod 5]);signal(chopstick[i]);}} }

讀者–寫者問(wèn)題

分析

• 寫者和寫者之間互斥，寫者和讀者之間互斥
• 只要有一個(gè)讀者，寫者就不能去寫

實(shí)現(xiàn)

int Readcount = 0; // 記錄有幾個(gè)讀者在讀 semaphore rmutex = 1; // 讀寫互斥 semaphore wmutex = 1；// 讀者之間對(duì)Readcount訪問(wèn)互斥 void Reader(){do{wait(rmutex);if (Readcount == 0) // 判斷是否是第一個(gè)讀者wait(wmutex);Readcount++;signal(rmutex);read();wait(rmutex);Readcount--;if (Readcount == 0){ // 判斷是否是最后一個(gè)讀者signal(wmutex);signal(wmutex);}while(true) }void Writer(){while(true){wait(wmutex);寫；signal(wmutex);}

本文哲學(xué)家進(jìn)餐問(wèn)題參考【操作系統(tǒng)】“哲學(xué)家進(jìn)餐”問(wèn)題

總結(jié)

以上是生活随笔為你收集整理的操作系统（四） | 经典进程的同步问题（生产者--消费者问题、哲学家进餐问题、读者--写者问题）的全部?jī)?nèi)容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問(wèn)題。

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