p,v操作例题解析--读者-写者问题--誊抄问题—

问题1:读者写者问题

层次1：只有读者，最多允许有k个读者，用p，v操作写出程序。

int main()
{int rspace = k;cobeginread_1();read_2();……read_n();coend
}read_i()
{p(rspace);……v(rspace);
}

这个操作，需要设置信号灯rspace来控制是否达到了k个人数，当达到k个人数的时候rspace == 0，这个时候需要挂起。

层次2：一个读者，一个写者问题。

int main()
{int mutex = 1;cobeginread_i();write_i();coend
}read_i()//i = 1, 2, ……
{p(mutex);……v(mutex);
}write()//i = 1, 2,  ……
{p(mutex);……v(mutex);
}

这是一个临界资源，对于临界资源，需要设置信号灯mutex控制只有一个进程可以访问。

层次3：有多名读者，有多名写者。

int main()
{int mutex = 1;//这个是读和写的互斥int mutex1 = 1;//这个是保护cnt等变量cobeginread_i();write_i();coend
}read_i()//i = 1, 2, ……
{p(mutex1);cnt ++;if(cnt == 1){p(mutex);}v(mutex1);……p(mutex1);cnt --;if(cnt == 0){v(mutex);}v(mutex1);
}write()//i = 1, 2, ……
{p(mutex);……v(mutex);
}

这个资源，mutex把读和写的互斥，用mutex1把cnt临界资源保护起来。//问题：那么mutex本身不需要保护吗？怎么保证不会同时去修改mutex的值？

层次4：有多名读者，至多k名读者，有多名写者。

int main()
{int mutex = 1;//这个是读和写的互斥int mutex1 = 1;//这个是保护cnt等变量int cnt = 0;int rspace = k;cobeginread_i();write_i();coend
}read_i()//i = 1, 2, ……
{p(mutex1);p(rspace);cnt ++;if(cnt == 1){p(mutex);}v(mutex1);……p(mutex1);cnt --;if(cnt == 0){v(mutex);}v(rspace);v(mutex1);
}write()//i = 1, 2, ……
{p(mutex);……v(mutex);
}

这个需要rspace = k这个来保证，也就是说当临界值的时候，就是rspace = 0 的时候就是临界值。

问题2：誊抄问题

问题由来：

由于打印机，和卡带机（以前的输入设备）的输入比较慢，如果一个输入一个输出速度比较慢，所以设立了两个缓冲区，可以讲时间缩短。

设原来时间：输入一个字符T1，打印一个字符T2，那么一个字符从输入到输出总共时间T1 + T2，优化后时间是max(T1 + T2)；

//输入f，输出g
int main()
{get(s, t);while(誊抄未完){t = s;cobeginget(s, f);put(t, g);coend}
}

这个题目的关键在于：

1. 首先要get(s, t)保证一开始的时候s缓冲区中有需要被使用的内容，t缓冲区中的内容不被使用。

2. t = s是一个赋值操作，速度极快，忽略不计，因此时间取决于max(T1 + T2)；

题目要求：

n理发店里有一位理发师、一把理发椅和n把供等候理发的顾客休息的椅子；如果没有顾客，理发师便在理发椅上睡觉，当有顾客到来时，他唤醒理发师；如果理发师正在理发时又有新的顾客来到，那么如果还有空椅子，顾客就坐下来等待，否则就离开理发店。

步骤一：

barber:如果有顾客就理发，没有顾客就不理发。临界条件是有没有顾客，因此定义顾客数cnt = 0;

custermer:如果有空位置就坐在空位置，如果没有空位置就走开，不存在等空位置的状态，因此只存在判断语句，没有临界值。

int main()
{int cnt = 0;//顾客的个数cobeginbarber();customer();coend
}barber()
{while(1){p(cnt);……}
}customer_i()//1,2,……
{if(cnt < n + 1) v(cnt);
}

问题：这个时候的cnt是存在于customer 和 barber共同之中的，因此可能出现custermer 和 barber 共同改变 cnt的情况，所以说需要设置一个变量mutex保护cnt这个变量的互斥操作。

步骤二：

int main()
{int cnt = 0;//顾客的个数int mutex = 0;cobeginbarber();customer();coend
}barber()
{while(1){p(mutex);p(cnt);v(mutex);……}
}customer_i()//1,2,……
{p(mutex);if(cnt < n + 1) v(cnt);v(mutex);
}

问题2：

/*对于每个custemer来说，整个程序应该是一个互相通信的过程，custermer -> barber -> custermer完成。理发完之后custermer才可以杀死进程，而不可以申请完立即杀死进程。所以存在一个等待barber 的通信变量。*/

对于这个问题，我们先看一下p操作和v操作的工作原理。

p（k）操作：如果 k > 1，那么就索要操作成功，如果k < 1，那么索要操作失败，同时把k的值减小1，把该进程挂在到k的wait队列中去。

v（k）操作：释放k所代表的一个资源，如果k < 0，（假设k = -m，那么m就代表等待队列中的进程个数）那么同时取出wait等待队列中的一个进程继续进行。

简而言之，p操作是申请资源，v操作是释放资源。

未完待续。

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