ArtOfMP--生产者-消费者问题

生产者-消费者问题

问题描述
最终，Alice和Bob相爱了，然后结婚了。
最终，他们离婚了。
法院判决Alice拥有宠物，Bob喂养宠物。
现在，两只宠物相处和谐，但是它们支持Alice，每次见到Bob就攻击他。

在保证Bob和宠物们不同时在院子里的前提下，如何投放食物？
要求：
（1）除非院子里有食物，否则Alice不会把宠物放到院子里；
（2）除非宠物吃光了院子里的食物，离开院子回到Alice家里了，否则Bob不会进入院子投放食物；

方案一：can-string协议
首先，Bob在Alice的窗户边上放一个直立的易拉罐，在易拉罐的周围系上绳子，一端连着易拉罐，另一端放在自己的卧室里。

然后，Bob进入院子，投放完食物，拉倒易拉罐。

当Alice想释放宠物到院子里时，她会：

1. 她等待着直到易拉罐处于倒下的状态；
2. 她释放宠物到院子里；
3. 当宠物回来时，Alice检查下食物有没有吃完。如果吃完了，她就重置易拉罐的状态为直立；

当Bob要进入院子时，他会：

1. 他等待着直到易拉罐处于直立状态；
2. 他到院子里投放食物；
3. 他拉绳子将易拉罐置于倒下的状态；

性质1：满足互斥性
性质2：无饿死
性质3：生产者-消费者
性质4：会出现等待，比如当Bob投放完食物就去度假了，忘记将易拉罐置为倒下的状态，则此时易拉罐就会一直处于直立状态，则Alice就一直等待；

分析：

易拉罐的状态反映了院子的状态：如果易拉罐处于倒下的状态，则说明院子里有食物，宠物们在院子里吃食物；如果易拉罐处于直立的状态，则说明院子里的食物被吃完了，宠物也不在院子里，回到Alice家里了；

应用
在并行和分布式系统中很常见，比如生产者-处理器将数据放入通信buffer中，消费者-从通信buffer中读取数据等。