二.进程（4）经典同步问题

1.生产者—消费者问题

互斥、同步

2.哲学家就餐问题

互斥

3.读者——写者问题

有条件的互斥

1. 生产者—消费者问题

【】 The proceducer – consumer

problem：多个生产者和消费者对n个缓

冲区的使用。

【】不考虑互斥、同步问题会导致counter计

数错误

【】如何设置信号量？从资源、顺序两个角度分析

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：

、有序的控制根源在产品数量上

、设置两个信号量

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。

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。

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。

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。为实现对筷子的互斥使用，用一个信号量表示一只筷子，五个信号量构成信号量数组。

Var chopstick: array [0, …,4]of

semaphore;

所有信号量均被初始化为1。

2）就餐死锁问题

假如五位哲学家同时饥饿而各自拿起左边的筷子时，就会使五个信号量chopstick均为0，当他们再试图去拿右边的筷子时，都将因无筷子可拿而无限等待。

解决方法：

【】数量控制：

至多只允许有四位哲学家同时去拿左边的筷子，最终能保证至少有一位哲学家能够进餐，并在用毕后释放出他用过的两只筷子，从而使更多的哲学家能够进餐。---限制并发执行的进程数

【】一刀切：

仅当哲学家的左右两只筷子均可用时，才允许他拿起筷子进餐。---采用AND信号量。

IF编程控制

规定奇数号哲学家先拿他左边的筷子，然后再去拿右边的筷子；偶数号哲学家则相反。保证总会有一个哲学家能同时获得两只筷子而进餐

ifI mod  2=0

…

else

…

3. 读者——写者问题

【】一个数据文件被多个进程共享。Reader进程只要求读文件，Writer进程要求写入内容。

【】合理的同步关系是：

l 多个读进程可同时读；

l 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。

类似问题

【】单行问题

l 同向不互斥，异向互斥

【】船闸问题

l 同闸航道不互斥，不同闸的互斥