操作系统2.3
生产者—消费者问题
互斥、同步
哲学家就餐问题
互斥
读者——写者问题
有条件的互斥
检查
每个程序中用于实现互斥的wait(mutex)和signal(mutex)必须成对地出现。
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。
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。
模拟交替执行过程,检查控制是否正确。
2. 哲学家进餐问题
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;
2)就餐死锁问题
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。
解决方法
数量控制:
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
抛砖引玉:
一个房间,只允许进入6个人,如何用信号量进行控制?
3. 读者——写者问题
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。
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)
读者Reader :
begin
repeat
if Readcount=0 then
Readcount :=Readcount +1;
…
perform read operation;
…
Readcount :=Readcount -1;
if Readcount=0 then
until false;
end