信号量与PV操作 信号量的应用 同步模型（S初值设为0） 例一．在某展示厅设置一个自动计数系统，以计数器count表示在场的人数，count是动态变化的，若有一个人进入展示厅进程pin对计数器count加1，当有一个人退出展示厅时，进程pout实现计数器减1由于进、出所以展示厅的人是随机的，用P-V操作实现。（并发进程之间的互斥问题） 解：定义信号量：S：表示是否有进程进入临界区，初值为1.（表示没有进程进入临界区） begin process Pout: 例二．与生产者和消费过者相似的问题，把“A进程将记录送入缓冲器”看成生产者生产了一件物品且把物品存入缓冲器，把“B进程从缓冲器中取出记录并加工”看作是消费者从缓冲器取出物品去消费，缓冲器中只能放一个记录（一件物品），用P-V操作实现。（并发进程之间的同步问题） 解：定义两个信号量为：sp和sg。 sp:表示生产者是否右以把物品存入缓冲器。由于缓冲器只能存放一个物品，因此sp的初值为1，即sp:=1。sg：表示缓冲是否存有物品，它的初值应该为0，即sg：=0，表示缓冲器中还没有物品存在。生产者和消费者两个进程并发执行时，可按以下的方式实现同步 例三．如果一个生产者和一个消费共享缓冲器容量为可以存放n件物品时，生产者总可继续存入物品；同时当缓冲器的物品不为“0”时，消费者总可从缓冲器中取走物品，用P-V操作实现。（并发进程之间的同步问题） 解：sp：表示生产者是否可以把物品存入，初值为n；（因为，缓冲器的容量为n件物品）sg：表示缓冲器中是否存有物品，初值为0. 例五．桌上有一只盘子，每一次放入一个水果，爸爸向盘中放苹果，妈妈向盘中放桔子，一个女儿专吃盘中的苹果，一个儿了专吃盘中的桔子。试用P-V操作定出他们能同步的流程图。（并发进程之间同步与互斥的混合问题） 解：定义信号量：dish:表明盘子中是否为空，初值为1； Apple:表明盘子中是否有苹果，初值为0； Orange:表明盘子中是否有桔子，初值为0； main () {cobegin father (); mother (); son (); daughter (); coend } father () { P(dish); … 放苹果 … V(apple); } mother() { P(dish); … 放桔子 … V(orange); } son () { P(orange); … 取桔子 … V(dish); } daughter() { P(apple); … 取苹果 … V(dish); } 例六．设公共汽车上，司机和售票员的活动分别为：司机的活动是启动车辆、正常开驶、到站停车；售票员的活动是关门、售票、开门。①试指出在汽车出站、行驶、到站过程中，述两种活动有什么同步关系？②用P-V操作实现它们之间的同步关系。（并发进程之间的同步问题） 解：①司机启动车辆与售票员关车门为同步关系； 司机到站停车与售票员开车门为同步关系。 ②定义两个信号量：S1：表示门是否关了,初始值为0；S2：表示汽车是否到站，初始值为0 main() {cobegin Process司（）； Process售（）； coend } Process司（） { P(S1); 启动； 行驶； 到站停车； V(S2); } Process售（） { 关车门； V（S1）; 售票； P（S2）； 开车门； } 例七．多个进程共享一个文件，其中写文件的称为写者，读文件的称为读者，写者与写者、写者与读者之间要互斥地访问文件，读者之间可同时读，试用P-V操作实现它们之间的关系。（进程之间的互斥问题） 解：定义变量：count:表现当前读者个数，初值为0； mutex:用来对共享变量count进行互斥访问，初值为1； write:用来使写者与写者，写者与读者之间互斥访问文件，初值为1. semaphone mutex:=1; semaphone write:=1; int count:=0; main() {cobegin Reader(); Writer(); coend } Reader() {while(true) {P(mutex); if(count==0) p(write) count++; V(mutex); 读文件; P(mutex); count--; if(count==0) V(write) V(mutex); } } writer() {while(true) {P(write); 写文件; V(write); }} |
