第二章 进程的描述与控制4

2.4经典同步问题

一、生产者-消费者问题

1、使用场景：多个生产者和消费者对n个缓冲区的使用。

2、

1）无论生产者、消费者使用缓冲池时应保证互斥使用（互斥信号量mutex）

2）生产者和消费者间交叉有序：

有序的控制最根源在产品数量上。

设置两个信号量：分别针对生产者、消费者设置不同的信号量，empty和full分别表示缓冲池中空缓冲池和满缓冲池（即产品）的数量。

注意：empty、full两者有天然的数量关系，在PV控制下值不断变化，但在值等于0的点上是控制顺序的关键。

3、检查：

1）每个程序中用于实现互斥的wait(mutex)和signal(mutex)必须成对地出现。

2）控制顺序的信号量empty和full的wait和signal操作，成对地出现在不同的进程中。

3）在每个程序中的多个wait操作顺序不能颠倒。且应先执行对资源信号量的wait操作，再执行对互斥信号量的wait操作，否则可能引起进程死锁。

4）模拟交替执行过程，检查控制是否正确。

二、哲学家进餐问题

1、记录型信号量解决哲学家进餐问题

筷子是临界资源，在一段时间内只允许一个哲学家使用。

所有信号量均被初始化为1。

2、就餐死锁问题

解决方法：

1）数量控制：限制并发执行的进程数

2）一刀切：采用AND信号量。

3）IF编程控制

三、读者——写者问题

1、一个数据文件被多个进程共享。

2、合理的同步关系是：

1）多个读进程可同时读；

2）Writer进程与任何其他进程（包括Reader进程或其他Writer进程）不允许同时访问文件。

3、解决读者问题的关键：

除第1读者，其他读者不申请读写互斥信号量，防止读者间互斥。

2.5信号量习题

一、黑白棋子问题

先抢到棋盘者先下，然后轮流下子

1）无法用单纯的信号量操作完成，因为初始值无法设置固定值。

2）利用互斥信号量与特殊标志变量的结合使用实现有序控制。

二、嗜睡的理发师问题

1、共享变量count的使用需要互斥。

2、注意if分支加入后P、V操作配对核对清楚