较为复杂的生产者消费者问题

问题描述

桌子上有一只盘子，每次只能向其中放入一个水果。爸爸专向盘子中放苹果，妈妈专向盘子中放橘子，儿子专等吃盘子中的橘子，女儿专等吃盘子中的苹果。只有盘子为空时，爸爸或妈妈就可向盘子中放一个水果；仅当盘子中有自己需要的水果时，儿子或女儿可以从盘子中取出。

问题分析

1) 关系分析。这里的关系稍复杂一些，首先由每次只能向其中放入一只水果可知爸爸和妈妈是互斥关系。爸爸和女儿、妈妈和儿子是同步关系，而且这两对进程必须连起来，儿子和女儿之间没有互斥和同步关系，因为他们是选择条件执行，不可能并发，如图2-8所示。
2) 整理思路。这里有4个进程，实际上可以抽象为两个生产者和两个消费者被连接到大小为1的缓冲区上。

3) 信号量设置。首先设置信号量plate为互斥信号量，表示是否允许向盘子放入水果，初值为1，表示允许放入，且只允许放入一个。信号量 apple表示盘子中是否有苹果，初值为0，表示盘子为空，不许取，若apple=l可以取。信号量orange表示盘子中是否有橘子，初值为0，表示盘子为空，不许取，若orange=l可以取。解决该问题的代码如下：

semaphore plate=1;  //空闲缓冲区
semaphore apple=0,orange = 0;  //缓冲区初始化为空
void father()
{	//爸爸的进程
	while(1)
	{
		wait(plate);
		buffer[in] = apple;
		signal(apple);
	}
}
void mother()
{	//妈妈的进程
	while(1)
	{
		wait(plate);
		buffer[in] = orange;
		signal(orange);
	}	
}
void daughter()
{	//女儿的进程
	while(1)
	{
		wait(apple);
		apple = buffer[out];
		signal(plate);
	}	
}
void son()
{	//儿子的进程
	while(1)
	{
		wait(orange);
		orange = buffer[out];
		signal(plate);
	}	
}
void main()
{
	cobegin
		father();
		daughter();
		mother();
		son();
	coend;
}