经典PV操作问题详解

经典PV操作问题详解 - 经典P、V操作问题详解 lionxcatgmail 一、根本概念 1. 信号量 struct semaphore int value; / 仅且必须附初值一次，初值非负 PCBtype* wait_queue; / 在此信号量上阻塞的进程队列 S; / 信号量实例为S 2. P、V操作 P(S) V(S) S := S+1; if (S0) 从S等待队列头释放一进程就绪在就绪队列尾; S := S-1; if (S=0; j-) P(Sj); DO_JOB_IN_CRITICAL_SECTION; for(j=0;j<=n-2;j+) V(Sj); 二、经典进程同步问题 总述：进程同步问题主要分为以下几类：一消费者消费者问题；二读者写者问题；三哲学家就餐问题；四爱睡觉的理发师问题；五音乐爱好者问题；六船闸问题；七红黑客问题等。其中前两类都是用于处理进程之间通信的问题：消费者消费者问题主要实现进程的消息机制，而读者写者问题用于实现管道通信。哲学家就餐问题是经典的互斥转同步防止死锁的多资争夺。理发师问题合适I/O或外部设备的管理，如打印调度。红黑客问题是解决不同条件触发事件的思想方法。 I. 消费者消费者问题(初始缓冲区为空) 问题：消费者消费产品放到缓冲区，消费者从缓冲区取产品消费。 单缓冲区书P119(合适单或多消费消费者)： 同步：消费者不能往满缓冲区放产品(S1(1)；消费者不能从空缓冲区取产品(S2(0)。 void Producer while (true) 消费一个产品; P(S1); 放到缓冲区; V(S2); void Consumer while (true) P(S2); 从缓冲区取一个产品; V(S1); 消费产品; 环行多缓冲区或无穷缓冲区单消费消费者习题P173-13： 同步：消费者不能往满缓冲区放产品(S1(n)；消费者不能从空缓冲区取产品(S2(0)。n为缓冲区大小。 互斥：设置指示下一个空缓冲区的位置变量(i(0)和指示下一个产品在缓冲区的位置变量(j(0)，由于只有一个消费者和消费者，i和j无须互斥访问。此问题无互斥关系。 void Producer while (true) 消费了一个产品; P(S1); 把产品放入缓冲区; i = (i+1)%n; / 无穷缓冲区无须%n V(S2); void Consumer while (true) P(S2); 取一个产品; j = (j+1)%n; / 无穷缓冲区无须%n V(S1); 消费产品; 环行多缓冲区多消费消费者书P120： 同步：消费者不能往满缓冲区放产品(S1(n)；消费者不能从空缓冲区取产品(S2(0)。n为缓冲区大小。 互斥：设置指示下一个空缓冲区的位置变量(i(0)，消费者之间互斥(mutex1(1)；设置指示下一个产品在缓冲区的位置变量(j(0)，消费者之间互斥(mutex2(1)。也可以消费者和消费者之间都互斥(把mutex1和mutex2都换成一个mutex(1)。 void Producer while(true) 消费一个产品; P(S1); P(mutex1); 放到缓冲区; i = (i+1)%n; V(mutex1); V(S2); void Consumer while(true) P(S2); P(mutex2); 从第j个缓冲区取一个产品; j = (j+1)%n; V(mutex2); V(S1); 消费产品; 用进程通信(信箱通信)的方法解决上述问题习题P175-27: 问题：发送进程把缓冲区中的消息挂到接收进程的消息链上。 同步：发送进程发送消息数量不限，无消息时接收进程不能取信息，故设置当前消息数量(m-syn(0)。 问题：发送进程把信息发到信箱中，接收进程随时取信。 第 4 页 共 4 页