操作系统-6-信号量机制例题

本文探讨了并发编程中的经典问题,包括生产者-消费者模型的多种变体,如多生产者多消费者场景,使用互斥信号量解决的同步问题,以及吸烟者问题和读者写者问题。此外,还详细阐述了哲学家进餐问题,强调了避免死锁和资源分配策略的重要性。

摘要生成于 C知道 ,由 DeepSeek-R1 满血版支持, 前往体验 >

生产者-消费者问题

 

 

 多生产者多消费者问题

 

 

 

 关于互斥信号量的多种情况

 

  

 

 吸烟者问题(可生产多种产品的单生产者-多消费者)

 

 

 读者写者问题

  

 

 

 哲学家进餐问题

 

 

先让自己拿妥了再让别人拿 

### 信号量机制中的P操作和V操作 在操作系统中,信号量机制通过两个标准操作——`P操作`(也称为等待操作wait)和`V操作`(也称为释放操作signal),来管理资源访问并协调进程间的活动。当一个进程执行P操作时,如果信号量大于零,则减一;如果等于零,则该进程被阻塞直到信号量变为正数[^1]。 对于V操作而言,它会增加信号量的值,并唤醒因尝试对该信号量执行P操作而处于等待状态的一个或多个进程。这种机制可以有效防止多个进程同时进入临界区,从而避免数据不一致的情况发生。 #### 示例题目:生产者-消费者问题 考虑经典的生产者-消费者问题,其中有一个固定大小为N的缓冲池以及一组生产者和消费者进程。为了确保不会出现越界错误或者覆盖未消费的数据项,可以通过引入一对互斥锁mutex(初始化为1),以及满槽计数器full和空槽数empty来进行同步控制: ```c semaphore mutex = 1; /* 初始化互斥信号量 */ semaphore full = 0; /* 记录已填入项目的数量 */ semaphore empty = N; /* 缓冲区容量 */ void producer() { while(TRUE){ produce_item(); wait(empty); // 执行P操作前先检查是否有可用空间 wait(mutex); // 进入临界区 insert_item(); // 将新项目放入缓冲区 signal(mutex); // 离开临界区 signal(full); // 增加已填充位置的数量,V操作通知可能存在的等待着的消费者 } } void consumer(){ while(TRUE){ wait(full); // 如果没有可取物品则挂起自己 wait(mutex); // 准备取出商品,先进入临界区 remove_item(); // 移除一项产品 signal(mutex); // 完成移除动作后退出临界区 signal(empty); // 向其他潜在生产者表明有新的可用空间 consume_item(); } } ``` 在这个例子中,每当生产者向缓冲区内添加一个新的条目之前都会调用一次`wait(empty)`以确认有足够的存储空间;同样地,在每次成功放置之后也会调用`signal(full)`告知任何正在等待获取产品的消费者现在有了可供处理的新条目。相反方向上,消费者会在准备消耗下一个条目前调用`wait(full)`验证确实存在待处理的产品,并且一旦完成实际删除过程就会立即发出`signal(empty)`以便允许更多生产行为的发生。
评论 1
添加红包

请填写红包祝福语或标题

红包个数最小为10个

红包金额最低5元

当前余额3.43前往充值 >
需支付:10.00
成就一亿技术人!
领取后你会自动成为博主和红包主的粉丝 规则
hope_wisdom
发出的红包
实付
使用余额支付
点击重新获取
扫码支付
钱包余额 0

抵扣说明:

1.余额是钱包充值的虚拟货币,按照1:1的比例进行支付金额的抵扣。
2.余额无法直接购买下载,可以购买VIP、付费专栏及课程。

余额充值