操作系统进程同步算法——生产者-消费者问题

问题描述：

一组生产者进程和一组消费者进程共享一个大小为n的缓冲区，只有没其他进程使用缓冲区时，其中的一个进程才能访问缓冲区。对于消费者来说，只有缓冲区不空时才能访问缓冲区并读取信息；对于生产者来说，只有缓冲区不满是才能访问缓冲区并写入信息。

#include <iostream>
#include <stdlib.h>
using namespace std;const int n = 10;//设置缓冲区数量
//信号量数据结构
typedef struct semaphore {int mutex;//互斥信号int empty;//空缓冲区数量int full; //满缓冲区数量
}*semaphoreptr;
//缓冲区数组
int a[n];
//定义进程类
class Progress {char name;
public:Progress() {}~Progress(){}virtual void wait(semaphoreptr s,int a[]) = 0;//申请访问缓冲区virtual void signal(semaphoreptr s) = 0;//使用完毕，释放缓冲区
};
class Producer:public Progress {
public:void wait(semaphoreptr s,int a[]);void signal(semaphoreptr s);
};
void Producer::wait(semaphoreptr s,int a[]) {if (s->mutex == 1) {//此时表示消费者正在读取缓冲区信息cout << "有进程正在占用缓冲区，无法进行写入..." << endl;return;}if (s->full == n + 1) {cout << "缓冲区以满，无法进行写入..." << endl;return;}s->mutex = 1;//锁住缓冲区a[s->full] = 6;//默认输入数字为6
}
void Producer::signal(semaphoreptr s) {if (s->mutex == 1) {s->mutex = 0;//打开缓冲区的互斥锁s->full++;s->empty--;cout << "数据输入成功，释放缓冲区使用权..." << endl;}
}
class Consumer :public Progress {
public:void wait(semaphoreptr s, int a[]);void signal(semaphoreptr s);
};
void Consumer::wait(semaphoreptr s, int a[]) {if (s->mutex == 1) {cout << "有进程占用缓冲区，无法进行读操作..." << endl;return;}if (s->empty == n) {cout << "缓冲区为空，无法进行读操作..." << endl;return;}s->mutex = 1;s->full--;
}
void Consumer::signal(semaphoreptr s) {if (s->mutex == 1) {s->mutex = 0;s->empty++;cout << "读取成功，读出的数为" << a[s->full] << " 释放缓冲区使用权..."<<endl;}
}
int main()
{semaphoreptr s = (semaphore *)malloc(sizeof(semaphore));s->mutex = 0;s->empty = n;s->full = 0;Producer p;Consumer c;p.wait(s, a);p.signal(s);c.wait(s, a);c.signal(s);p.wait(s, a);c.wait(s, a);p.signal(s);c.wait(s, a);c.signal(s);return 0;
}

参考书籍：王道《2018年操作系统考研复习指导》

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