5 独占队列(Exclusive queue solution)

参考 https://blog.youkuaiyun.com/booksyhay/article/details/82696779

信号量也可用于表示队列。在这种情况下，初始值为0，并且通常编写代码以确保不会发出信号，除非有线程在等待。因此信号量的值永远不会为正数。

例如，假设线程代表舞厅舞者，并且有两种舞者：领舞（leaders）和伴舞（followers），在进入舞池之前排队等候。 当领舞到达时，它会检查是否有伴舞在等待。如果是，他们就都可以进去。 否则就要等待。

类似地，当伴舞到达时，它会检查是否有领舞，相应地，选择继续或等待。

初始化

leaders和followers是计数器，记录每种等待的舞者的数量。 mutex保证对计数器的独占访问。

leaderQueue和followerQueue是舞者等待的队列。 rendezvous用于检查两个线程是否已完成跳舞。

解决方案
leaders

当领导者leader到达时，它会获得保护leaders和followers变量的互斥体mutex。 如果有追随者follower在等待，领导者会减少followers计数，给追随者发送信号，然后在释放互斥锁mutex之前调用dance()。 这保证了只有一个追随者线程同时运行dance()。

如果没有追随者在等待，领导者必须在等待leaderQueue之前释放互斥锁。
原文链接：https://blog.youkuaiyun.com/booksyhay/article/details/82696779
followers

当追随者到达时，它会检查等待的领导者。 如果有一个，那么追随者会减少领导者计数leaders，向领导者发出信号并执行dance，而不释放互斥体mutex。 实际上，在这种情况下，追随者永远不会释放互斥锁; 而领导者会。 我们不必跟踪哪个线程具有互斥锁，因为我们知道其中有一个有，并且其中任何一个都可以释放它。 在我的解决方案中，它始终是领导者。

当一个信号量被用作队列时【用作队列的信号量与条件变量非常相似。 主要区别在于线程必须在等待之前显式释放互斥锁，并在之后显式重新获取它（但仅在它们需要时才重新获取）。】，我发现这样很有用：将“等待”看作“等待这个队列”，“发送信号”看作“让这个队列中有人离开”。

在这段代码中，除非有人在等待，否则我们永远不会发出队列信号，因此队列信号量的值很少是正数。 但是有可能。 看看你是否能弄明白。
原文链接：https://blog.youkuaiyun.com/booksyhay/article/details/82696779

osSemaphoreId_t sem_mutex;
sem_mutex = osSemaphoreNew(1, 1, NULL);

osSemaphoreId_t sem_leaders;
sem_leaders = osSemaphoreNew(1, 0, NULL);

osSemaphoreId_t sem_followers;
sem_followers = osSemaphoreNew(1, 0, NULL);

osSemaphoreId_t sem_rendezvous;
sem_rendezvous = osSemaphoreNew(1, 0, NULL);

int count = 0;
int leaders = 0;
int followers = 0;

void dance()
{
	static int num = 0;
	num++;
    printf("num = %d \r\n", num); 
}

leaders线程

void func_leaders(void)
{
	osSemaphoreAcquire(sem_mutex, osWaitForever);
	if(followers > 0)
	{
		followers--;
        osSemaphoreRelease(sem_followers);
	}
	else
	{
		leaders++;
		osSemaphoreRelease(sem_mutex);
		osSemaphoreAcquire(sem_leaders, osWaitForever);
	}
	dance();
	osSemaphoreAcquire(sem_rendezvous, osWaitForever);
	osSemaphoreRelease(sem_mutex);
	printf("rendezvous\r\n");
}

followers线程

void func_followers(void)
{
	osSemaphoreAcquire(sem_mutex, osWaitForever);
	if(leaders > 0)
	{
		leaders--;
		osSemaphoreRelease(sem_leaders);
	}
	else
	{
		followers++;
		osSemaphoreRelease(sem_mutex);
		osSemaphoreAcquire(sem_followers, osWaitForever);
	}
	dance();
	osSemaphoreRelease(sem_rendezvous);
}

创建2个leaders线程，3个followers线程

结论：
可以看到，即使有2个leaders和3个followers，但是每次都只有一个leader和一个follower一起进入舞池跳舞；