信号量与PV原语例题——浴室问题

问题描述

一栋学生公寓里，只有一间浴室，且每次仅能容纳一人。公寓里有男生也有女生。因此制定如下规定：（1）每次只能有一个人在使用浴室；（2）女生的优先级要高于男生；（3）对于同性别的人来说，采用先来先服务的原则。
下面给出4个函数，要求用信号量和PV原语实现这4个函数，来模拟上述规定下浴室里的过程。（假设初始时浴室为空）
（1）男生想要使用浴室： boy_wants_to_use_bathroom;
（2）男生离开浴室： boy_leaves_bathroom;
（3）女生想要使用浴室： girl_wants_to_use_bathroom;
（4）男生离开浴室： girl_leaves_bathroom;
按照个人理解，boy_wants_to_use_bathroom和girl_wants_to_use_bathroom是随机出现的，boy_leaves_bathroom和girl_leaves_bathroom是循环执行的。

概念

P原语：申请一个空闲的资源，把信号量-1，如果成功，退出原语，否则进程被阻塞；
V原语：释放一个被占用的资源，信号量+1，如果有被阻塞的进程，将其唤醒。

解答

（1）信号量定义

int boy_waiting = 0, girl_waiting = 0, using = 0; 	// 等待队列中的男生/女生数; 浴室每人使用
Semaphore S_mutex = 1, S_boys = 0, S_girls = 0;		// 空闲的资