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  • 经典同步问题

    1、生产者—消费者问题

    互斥、同步

    1、无论生产者、消费者使用缓冲池时应保证互斥使用(互斥信号量mutex )
    2、生产者和消费者间交叉有序:
    有序的控制最根源在产品数量上。
    设置两个信号量:分别针对生产者、消费者设置不同的信号量,
    empty和full分别表示缓冲池中空缓冲池和满缓冲池(即产品)的数量。
    empty、full两者有天然的数量关系,在PV控制下值不断变化,但在值等于0的点上是控制顺序的关键。

    1、每个程序中用于实现互斥的wait(mutex)和signal(mutex)必须成对地出现。
    2、控制顺序的信号量empty和full的wait和signal操作,成对地出现在不同的进程中。
    3、在每个程序中的多个wait操作顺序不能颠倒。且应先执行对资源信号量的wait操作,
    再执行对互斥信号量的wait操作,否则可能引起进程死锁。
    4、模拟交替执行过程,检查控制是否正确。

    2、哲学家就餐问题

    互斥

    筷子是临界资源,在一段时间内只允许一个哲学家使用。为实现对筷子的互斥使用,
    用一个信号量表示一只筷子,五个信号量构成信号量数组。

    第i 位哲学家的活动可描述为:
    repeat
    wait(chopstick[ i ]);
    wait(chopstick[ ( i +1) mod 5] );

    eat;

    signal(chopstick[ i ]);
    signal(chopstick[ ( i +1) mod 5] );

    think;
    until false;

    假如五位哲学家同时饥饿而各自拿起左边的筷子时,就会使五个信号量chopstick均为0,
    当他们再试图去拿右边的筷子时,都将因无筷子可拿而无限等待。

    1、控制数量

    至多只允许有四位哲学家同时去拿左边的筷子,最终能保证至少有一位哲学家能够进餐,
    并在用毕后释放出他用过的两只筷子,从而使更多的哲学家能够进餐。---限制并发执行的进程数

    2、一刀切

    仅当哲学家的左右两只筷子均可用时,才允许他拿起筷子进餐。---采用AND信号量。

    3、IF编程控制

    规定奇数号哲学家先拿他左边的筷子,然后再去拿右边的筷子;偶数号哲学家则相反。
    保证总会有一个哲学家能同时获得两只筷子而进餐

    3、读者—写者问题

    有条件互斥

    1、一个数据文件被多个进程共享。
    Reader进程只要求读文件,Writer进程要求写入内容。
    2、合理的同步关系是:
    多个读进程可同时读;
    Writer进程与任何其他进程(包括Reader进程或其他Writer进程)不允许同时访问文件。

    写者操作要和其他的都互斥,所以必要判断互斥信号量,没有变化。
    只有第一个读进程进行互斥判断;
    只要有一个“读进程”在读就不释放,“写进程”就不能写。(一种读者优先的方式)

    引入信号量L控制读者的数目,初值为RN。
    互斥信号量mx,初值为1。
    利用信号量集的一种特殊情况——开关。
    读者:判断L,判断是否有写者;
    写者:判断是否有读者; 

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