用訊號量程序同步與互斥

1.理解生產者和消費者問題

（1）沒有引入訊號量時的生產者和消費者程序，什麼情況下會出現結果不唯一？什麼情況下會出現永遠等待？

結果不唯一:假如當前的產品數為8，如果生產者生產一件產品投入快取區，擬執行產品數加一操作；同時消費者取走一樣產品，擬執行產品數減一操作；假如兩者交替執行加一或減一操作，取決於其執行速度，產品數為9或7，但正確為8.

永遠等待：假如消費者讀取產品數為0時，排程程式暫停消費者程序，讓生產者程序執行，生產者加入乙個產品，將產品數加一，它便呼叫wakeup（）函式來喚醒消費者；但是消費者未睡眠，則喚醒訊號丟失，當消費者下次執行時，因已檢測到產品數為0，於是去睡眠，當生產者將緩衝區填滿後也去睡眠，這就會造成永遠等待。

（2）用訊號解決生產者和消費者的同步與互斥，要求能自己寫出來。

int k;

typedef anyitem item;

item buffer[k];

int i=0,out=0,counter=0;

process producer(void);

if(counter==k)

sleep(producer);

buffer[in]=nextp;

in=(in+10)%k；

counter++；

if(counter==1)

wakeup9consumer）；} }

processconsumer（void) ; } }

2.哲學家吃麵問題

semaphore fork[5];

for(int i=0; i<5;i++)

fork[i]=1;

cobegin

process philosopher_i( )

}coend

3.讀寫檔案問題

int readcount=0;

semaphore writeblock=1,mutex=1;

cobegin

process reader_i()

coend

4.理髮師問題

int waiting=0, chairs=n;

semaphore customers=0,barbers=0,mutex=1;

cobegin

process barbers() }

process customer_i()

else

v(mutex);

}coend

5.在一間酒吧裡有三個**愛好者佇列，第一隊的**愛好者只有隨身聽，第二隊只有**磁帶，第三隊只有電池。而要聽**就必須隨身聽、**磁帶和電池這三種物品俱全。酒吧老闆一次**這三種物品中的任意兩種。當一名**愛好者得到這三種物品並聽完一首樂曲後，酒吧老闆才能再一次**這三種物品中的任意兩種。於是第二名**愛好者得到這三種物品，並開始聽樂曲。全部買賣就這樣進行下去。試用p，v操作正確解決這一買賣。

semaphore mutex=1,p=1, p1=0, p2=0, p3=0;

process p() }

process p1() }

process p2() }

process p3() }

6.某銀行有人民幣儲蓄業務，由n個儲蓄員負責。每個顧客進入銀行後先取乙個號，並且等著叫號。當乙個儲蓄人員空閒下來，就叫下乙個號。請用p，v操作正確編寫儲蓄人員和顧客程序的程式。

semaphore customers=0,clerk=0,mutex=n;

int waiting=0;

cobegin

process clerk() }

process customer_i()

coend

7.下面是兩個併發執行的程序。它們能正確執行嗎？若不能請舉例說明，並改正之。（5分）

parbegin

var x：integer;

process p1 process p2

var y，z：integer： var t,u：integer；

begin begin

x:=1； x:=0：

y:=0： t=0；

if x≥l then y:=y十1； if x≤l then t:=t+2；

z:=y； u:=t；

end； end；

parend.

不能正確執行，因為會導致結果的不確定性，例如：若先執行完p1再執行p2結果是：x=0y=1z=1t=2u=2。若先執行p1到x：=1；然後乙個中斷去執行完p2再乙個中斷回來執行完p1結果是：x=0y=0z=0t=2u=2。

改正：parbegin

var x：integer； var s：semaphore：=1；

process p1 process p2

var y,z：integer ; var ,tu：integer ;

begin begin

p(s)； p(s)；

x：=1； x：=0；

y：=0； t：=0；

if x>=1 then y：=y+1； if x<=1 then t：=t+2

v(s)； v(s)；

z：=y； u：=t；

end end

parend

8.九、在乙個盒子裡，混裝了相等數量的黑棋子和白棋子，現要用自動分揀系統把黑棋子和白棋子分開，該系統由兩個併發執行的程序p1和p2組成，其中程序p1專門揀黑子，程序p2專門揀白子。規定兩個程序輪流揀子且每個程序每次只揀乙個子。當乙個程序在揀子時不允許另乙個程序去揀子，並設p1先揀。請用p，v操作管理這兩個併發程序，使其能正確實現上述功能。

semaphore s1=1,s2=0;

cobegin

coend

用訊號量程序同步與互斥

用訊號量程序同步與互斥

用訊號量程序同步與互斥

程序同步與互斥 POSIX有名訊號量

相關推薦