PV操作

【问题】

A,B,C,D 四个进程， A 向 buf 里面写数据， B,C,D 向 buf 里面读数据，

当 A 写完，且 B ， C ， D 都读一次后， A 才能再写。用 P ， V 操作实现。

解答：

一个生产者，三个消费者，公用 1 个缓冲区

在这个问题中，不仅生产者与消费者之间要同步，同时每生产一个产品，三个消费者必须并且只能消费一次。

定义四个信号量：

mutexB—— 消费者 B 和生产者之间的互斥信号量，初值为 1 。

mutexC—— 消费者 C 和生产者之间的互斥信号量，初值为 1 。

mutexD—— 消费者 D 和生产者之间的互斥信号量，初值为 1 。

 

生产者进程

while(TRUE)

{

生产一个产品 ;

// 因为这里需要确认三个消费者都已经消费了

P(mutexB);

P(mutexC);

P(mutexD);

 

产品送往 buffer();

 

// 三个消费者可以消费了

V(mutexB);

V(mutexC);

V(mutexD);

}

消费者进程 B ，每个产品，该消费者只能消费一次

while(TRUE)

{

P(mutexB);

    从 buffer() 中取出产品 ;

    V(mutexB);

    消费该产品 ;

}

消费者进程 C ，每个产品，该消费者只能消费一次

while(TRUE)

{

P(mutexC);

    从 buffer() 中取出产品 ;

    V(mutexC);

    消费该产品 ;

}

消费者进程 D, 每个产品，该消费者只能消费一次

while(TRUE)

{

P(mutexD);

    从 buffer() 中取出产品 ;

    V(mutexD);

    消费该产品 ;

}

下面是从网上找来的参考资料：

信号量PV操作
http://hi.baidu.com/superluo/blog/item/f2389618ef01febe4aedbcc3.html

阐述P,V原语的理论不得不提到的一个人便是赫赫有名的荷兰科学家 E.W.Dijkstra。如果你对这位科学家没有什么印象的话，提起解决图论中最短路径问题的Dijkstra算法应当是我们再熟悉不过的了。P,V原语的概念以及P,V操作当中需要使用到的信号量的概念都是由他在1965年提出的。

信号量是最早出现的用来解决进程同步与互斥问题的机制(也可实现进程通信)，包括一个称为信号量的变量及对它进行的两个原语操作。信号量为一个整数，我们设这个信号量为：sem。很显然，我们规定在sem大于等于零的时候代表可供并发进程使用的资源实体数，sem小于零的时候，表示正在等待使用临界区的进程的个数。根据这个原则，在给信号量附初值的时候，我们显然就要设初值大于零。

p操作和v操作是不可中断的程序段，称为原语。P,V原语中P是荷兰语的Passeren，相当于英文的pass, V是荷兰语的Verhoog,相当于英文中的incremnet。

且在P,V愿语执行期间不允许有中断的发生。

对于具体的实现，方法非常多，可以用硬件实现，也可以用软件实现。这种信号量机制必须有公共内存，不能用于分布式操作系统，这是它最大的弱点。

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首先应弄清PV操作的含义：PV操作由P操作原语和V操作原语组成（原语是不可中断的过程），对信号量进行操作，具体定义如下：

             P（S）：①将信号量S的值减1，即S=S-1；

                    ②如果S>=0，则该进程继续执行；否则该进程置为等待状态，排入等待队列。

             V（S）：①将信号量S的值加1，即S=S+1；

                    ②如果S>0，则该进程继续执行；否则释放队列中第一个等待信号量的进程。

PV操作的意义：我们用信号量及PV操作来实现进程的同步和互斥。PV操作属于进程的低级通信。

什么是信号量？信号量（semaphore）的数据结构为一个值和一个指针，指针指向等待该信号量的下一个进程。信号量的值与相应资源的使用情况有关。当它的值大于0时，表示当前可用资源的数量；当它的值小于0时，其绝对值表示等待使用该资源的进程个数。注意，信号量的值仅能由PV操作来改变。

一般来说，信号量S>=0时，S表示可用资源的数量。执行一次P操作意味着请求分配一个单位资源，因此S的值减1；

当S<0时，表示已经没有可用资源，请求者必须等待别的进程释放该类资源，它才能运行下去。而执行一个V操作意味着释放一个单位资源，因此S的值加1；

若S<=0，表示有某些进程正在等待该资源，因此要唤醒一个等待状态的进程，使之运行下去。

            

 

利用信号量和PV操作实现进程互斥的一般模型是：

进程P1                    &nbs