PV操作

观察者和报告者是两个并发执行的进程。
观察者不断观察并对通过的卡车计数；
报告者不停地将观察者的计数打印，并归零。
请用P、V原语进行正确描述。

int count=0;
Semaphore mutex=1;
Observer:               Reporter:                   Main():while(true):         while(true):                parbeginP(mutex):               P(mutex)                    Observer();打印count;            Rporter();count++;             count=0;           parendV(mutex);             V(mutex)

图书馆问题：图书馆有N个座位，一张登记表，要求：
读者进入时需先登记，取得座位号；
出来时注销
用P、V原语描述读者的使用过程。

Semaphore count=N;
Semaphore mutex=1;Main():parbegin:In();阅读；Out();parendIn():
while(true):P(count):P(mutex):登记;V(mutex);Out():
while(true):P(mutex):注销V(mutex);V(count);

公交车场景

Semophore door=0//是否允许售票员开门
Semophore car=0//是否允许司机启动汽车
Main():Driver();Conductor();Driver():
while:P(car):启动；运行；停车；V(door);Conductor():
while(true):关车门;V(car);售票;P(door):开车门;

生产者与消费者问题：生产者：满则等待，空则填充
消费者：空则等待，有则获取
不允许同时进入缓冲区

先拿资源再拿锁
1. 无限缓冲

semaphore num=0;
semaphore mutex=1;Producer:
while(true):生产;P(mutex):填充buffer;V(mutex);V(num);Consumer:
while(true):P(num):P(mutex);消费buffer;V(mutex);消费;

有限缓冲

semaphore full=0;//满 缓冲区数量
semaphore empty=N;//空 缓冲区数量
semaphore mutex=1;//互斥访问缓冲区
Producer():P(empty);P(mutex):填充buffer;V(mutex);V(full);Consumer():P(full):  P(mutex):消费buffer;V(mutex);V(empty);

管程解决

monitor PC{//管程本身实现了互斥，无限互斥信号量int in=0,out=0,count=0;item buffer[n];condition empty,full;//需要资源信号量，条件变量put(item){if(count>=n)full.wait();buffer[in]=item;in=(in+1)%n;count++;if(empty.queue)empty.signal();}get(){if(count<=0){empty.wait();}item=buffer[out];out=(out+1)%n;count--;if(full.queue){full.signal();}return item;}}

与进程的执行顺序有关的问题

资源信号量P、V操作分布在不同进程
互斥信号量P、V操作出现在同一进程

semaphore mutex1=1,mutex2=1;
semaphore empty1=1,empty2=1;//分别表示缓冲区1及缓冲区2是否为空，初值为1。
semaphore full1=0,full2=0;//分别表示缓冲区1及缓冲区2是否有记录可供处理，初值为0PA(){while(1){从磁盘读一个记录;P(empty1):P(mutex1):将记录存入缓冲区1;V(mutex1);V(full1);}}
PB(){while(1){P(full1):P(mutex1):P(empty2):P(mutex2):从缓冲区1中取出记录放去缓冲区2;V(mutex1);V(empty1);V(mutex2);V(full2);}
}
PC(){while(1){P(full2):P(mutex2):从缓冲区2读打印;V(mutex2);V(empty2);}
}
Main(){parbegin()PA();PB();PC();parend;
}

读者/写者问题：Readers-Writers Problem
三个角色
一个共享的数据区；
Reader: 只读取这个数据区的进程；
Write: 只往数据区中写数据的进程；
三个条件
多个Reader可同时读数据区；
一次只有一个Writer可以往数据区写；
数据区不允许同时读写。

int readcount=0;
semaphore mrc=1,r=1,w=1;
Reader{读书;P(mrc):readcount--;if(readcount==0):V(w);V(mrc);}
Writer{P(r):P(w):写;V(w);V(r);
}

哲学家就餐问题

最多允许4个哲学家同时进食

//为资源（餐叉）分配一个偏序关系，所有资源都按此顺序获取，按照相反顺序释放
//给哲学课编号，奇数号的哲学家必须首先拿左边的筷子，偶数号的哲学家则反之
semaphore fork[5]={1,1,1,1,1};
int i;
void philosopher(int i){while(i){think();if(i%2==0){P(fork(i));P(fork[(i+1)%5]);}else{P(fork[(i+1)%5]);P(fork[i]);}eat();V(fork[(i+1)%5]);V(fork[i]);}
}

哲学家升级版本：

餐叉编号为1至5，每个哲学家总是先拿起左右两边编号较低的餐叉，再拿编号较高的。用完餐叉后，他总是先放下编号较高的餐叉，再放下编号较低的。

#define N 5
#define LEFT (i-1+N)%N
#define RIGHT (i+1)%N
#define THINKING 0
#define HUNGRY 1
#define EATING 2
int state[N]={0,0,0,0,0};
semaphore mutex=1;
semaphore s[N]={0,0,0,0,0};
take_forks(int i):{P(mutex):state[i]=HUNGRY;test[i];V(mutex);P(s[i]);
}
put_forks(i){P(mutex):state[i]=THINKING;test(LEFT);test(RIGHT);test(RIGHT);V(mutex);}
test(i){//如果只有一边的刀叉就绪，直接退出 if，只有两边就绪才会进入 if。从效果上看，就是 test(i-1) 可能什么效果都没有，test(i+1) 会设置。 if(state[i]==HUNGRY&&state[LEFT]!=EATING&&state[RIGHT]!=EATING){state[i]=EATING;V(s[i]);}}

//管程解法
#define N 5
#define THINKING 0
#define HUNGRY 1
#define EATING 2
monitor philosopherMal{int state[N]={0,0,0,0,0};condition self[N]={0,0,0,0,0};void test(int i){if(state[i]==HUNGRY)&&(state[(i+4)%5]!=EATING)&&(state[i+1]%5!=EATING){state[i]=EATING;self[i].signal;}void take_forks(int i){state[i]=HUNGRY;test(i);if(state[i]!=EATING){self[i].wait();}}void put_forks(int i){state[i]=HUNGRY;test((i+4)%N);test((i+1)%N);}
}

PV_Summary

PV操作

PV_Summary相关推荐

最新文章

热门文章