多生产者-多消费者问题

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篇首语:本文由小常识网(cha138.com)小编为大家整理,主要介绍了多生产者-多消费者问题相关的知识,希望对你有一定的参考价值。

多生产者-多消费者问题

多生产者-多消费者的问题描述

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多生产者-多消费者的问题分析

在临界区前后分别PV进行互斥操作,分析所有的同步关系,在前操作后操作对应的位置处加上V,P操作

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多生产者-多消费者的实现

把苹果放入盘子里和把橘子放入盘子里是互斥的,因此往盘子里放东西的时候,需要加一个PV对来控制进程访问这个盘子(临界资源)是互斥的,也即是在往盘子里放东西这个操作的前后加上P(mutex)和V(mutex)

父亲和女儿的同步有两个,第一个同步:

前操作:父亲往盘子里放苹果,后操作:女儿从盘子里取苹果,此种同步,当前操作执行之后在后面要执行V操作,V操作代表资源增加,分析一下当父亲网盘子里放苹果之后,哪个信号量的值会增加呢?当然是apple(盘子里的苹果),所以父亲往盘子里放苹果之后后面执行的V操作是V(apple); 女儿从盘子里取苹果之前要执行的是P操作,P操作代表资源减少,所以女儿从盘子里取出苹果之后哪个信号量会减少呢,当然是apple(盘子里的苹果),因此女儿从盘子里取出苹果之前执行的P操作是P(apple);

第二个同步:

前操作:女儿从盘子里取苹果,后操作:父亲往盘子里放苹果,女儿从盘子里取苹果之后会执行V操作,V操作代表资源的增加,所以女儿从盘子里取苹果之后,哪个信号量会增加呢?当然是plate(盘子中还可以放的水果个数),因此女儿从盘子里取苹果之后执行的V操作是V(plate),父亲往盘子里放苹果之前会执行P操作,P操作代表资源的减少,所以父亲往盘子里放苹果之后哪个信号量的值会减少呢?当然是plate(盘子中还可以放的水果个数),所以父亲往盘子里放苹果之前执行的P操作是P(plate);

母亲和儿子的同步也是有两个,第一个同步:

前操作:母亲往盘子里放橘子,后操作:儿子从盘子里取橘子

第二个同步:

前操作:儿子从盘子里取橘子,后操作:母亲往盘子里放橘子

因为母亲和儿子的同步与父亲和女儿的同步规则类似,所以这里不再解释。

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接下来考虑一个问题,可不可以不要互斥信号量呢?这样会不会有多个进程同时访问临界区(盘子)呢?可以不要互斥信号量mutex,因为这个时候不会出现多个进程同时访问临界区的情况,如下图:

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为什么不要互斥信号量也不会出现多个进程同时访问临界区的情况呢?因为这里的临界区的缓存区大小是1,即盘子里只能装一个苹果或者橘子,所以无论何时,系统中最多只有一个进程不阻塞,所以不会出现多个进程同时访问临界区的情况,如下图:

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但是如果要是把盘子的容量换成2的话,即盘子里可以装两个水果,那么就必须要设置互斥信号量mutex了,否则的话会出现多个进程同时访问临界区的情况,如下图:

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知识回顾与重要考点

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以上是关于多生产者-多消费者问题的主要内容,如果未能解决你的问题,请参考以下文章

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