经典进程同步与互斥问题（5）

经典进程同步与互斥问题

1 生产者-消费者问题

1.1 问题描述

• 生产者-消费者问题是指有两组进程共享一个环形的缓冲池。一组进程被称为生产者，另一组进程被称为消费者。
• 缓冲池是由若干个大小相等的缓冲区组成的，每个缓冲区可以容纳一个产品。
• 生产者进程不断地将生产的产品放入缓冲池，消费者进程不断地将产品从缓冲池中取出。
  

在生产者-消费者问题中

• 存在着进程同步问题：当缓冲区满时，表示供大于求，生产者必须停止生产，进入等待状态，同时唤醒消费者；当所有的缓冲区都空时，表示供不应求，消费者必须停止消费，唤醒生产者。
• 存在着临界区的互斥问题：缓冲池是一个临界资源，必须要等缓冲池里满了，消费者才能取，缓冲池空了，生产者才能生产。所以对于缓冲池的操作是互斥的。

1.2 利用信号量与P,V操作解决生产者-消费者问题。

必须保证先装满再取，取空再装的原则
semaphore mutex =1;
semaphore empty = n;    //缓冲池还剩的空闲位,初始值为n
semaphore full = 0;      //缓冲池的资源数目,因此empty+full=n
int i,j;
ITEM  buffer[n];
ITEM  data_p, data_c;

voidproducer()      //生产者进程
{
   while(true)
	{
   produce an item in data_p;
	P(empty);                  //p,v操作实现进程的互斥，必须是成对出现的
	P(mutex);
	buffer[i] = data_p;
	i = (i + 1) % n;
	V(mutex);
	V(full);}
}

voidconsumer()  //消费者进程
{
   while(true