用信号量进程同步与互斥

Posted 2021-11-26 gzcc2019

1.理解生产者和消费者问题

没有引入信号量时的生产者和消费者进程，什么情况下会出现结果不唯一？什么情况下会出现永远等待？

用信号解决生产者和消费者的同步与互斥，要求能自己写出来。

　　答：在两个进程同时进行时，结果会不唯一，因为不同步。

　　　　由于异常的中断，导致判断条件的重复错误，最后导致永远等待。

2.哲学家吃面问题

3.读写文件问题

4.理发师问题

5.在一间酒吧里有三个音乐爱好者队列，第一队的音乐爱好者只有随身听，第二队只有音乐磁带，第三队只有电池。而要听音乐就必须随身听、音乐磁带和电池这三种物品俱全。酒吧老板一次出售这三种物品中的任意两种。当一名音乐爱好者得到这三种物品并听完一首乐曲后，酒吧老板才能再一次出售这三种物品中的任意两种。于是第二名音乐爱好者得到这三种物品，并开始听乐曲。全部买卖就这样进行下去。试用P，v操作正确解决这一买卖。

　　答：　Semaphore[] forks= new Semaphore[]{new Semaphore(1),new Semaphore(1),new Semaphore(1),new Semaphore(1),new Semaphore(1)};

        Semaphore limit = new Semaphore(4);
        for(int i=0;i<5;i++){
            final int index=i;
            new Thread(()->{
                while(true){
                    try {
                        limit.acquire();
                        forks[index].acquire(); //P(index)
                        forks[(index+1)%5].acquire();//P((index+1)%mod5)
                        System.out.println("第"+index+"个哲学家在通心粉");
                        forks[index].release();
                        forks[(index+1)%5].release();
                        limit.release();
                        System.out.println("第"+index+"个哲学家吃完了");
                    } catch (InterruptedException e) {
                        e.printStackTrace();
                    }
                }
            }).start();
        }

6.某银行有人民币储蓄业务，由n个储蓄员负责。每个顾客进入银行后先取一个号，并且等着叫号。当一个储蓄人员空闲下来，就叫下一个号。请用P，V操作正确编写储蓄人员和顾客进程的程序。

　　答：semaphore mutex=A, customer_count=0:
　　main()
　　{　　
　　Cobegin
　　Customeri()
　　{
　　p(mutex);
　　取号码，进入队列;
　　v(mutex);
　　v(customer_count);
　　}
　　serversi()
　　{
　　while(A)
　　{
　　p(customer_count);
　　p(mutex);
　　从队列中取下一个号码;
　　v(mutex);
　　为该号码持有者服务;
　　}　　
　　end
　　Coend

7.下面是两个并发执行的进程。它们能正确运行吗？若不能请举例说明，并改正之。（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.

 　　答：能。

8.九、在一个盒子里，混装了相等数量的黑棋子和白棋子，现要用自动分拣系统把黑棋子和白棋子分开，该系统由两个并发执行的进程P1和P2组成，其中进程P1专门拣黑子，进程P2专门拣白子。规定两个进程轮流拣子且每个进程每次只拣一个子。当一个进程在拣子时不允许另一个进程去拣子，并设P1先拣。请用P，V操作管理这两个并发进程，使其能正确实现上述功能。

 　　答：var S1,S2:semaphore;

S1:=1;S2:=0;

cobegin

{

process P1

begin

repeat

P(S1);

拣白子

V(S2);

until false;

end

process P2

begin

repeat

P(S2);

拣黑子

V(S1);

until false;

end

}

coend.