生产者和消费者问题

问题简述

组成

• 系统中有一组生产者和消费者进程

• 生产者

  • 生产者将产品放入缓冲区

• 消费者

  • 消费者进程每次从缓冲区中取出一个产品

• 缓冲区

  • 初始为空，大小为n的缓冲区
  • 临界资源，各进程必须互斥访问

信号量PV操作分析步骤

1 关系分析

• 找出题目中描述的各个进程分析他们之间的同步、互斥关系

2 整理思路

• 根据各进程的操作流程确定PV操作的大致顺序

3 设置信号量

• 设置需要的信号量，并根据 题目条件确定信号量初始值

  • 互斥信号量一般为1
  • 同步信号量要看对应资源的初始值

举例

• 信号量设置

  • 同步信号量

    • 空闲缓冲区的数量

      • semaphore mutex = n

    • 非空闲缓冲区的数量

      • semaphore mutex = 0

  • 互斥信号量

    • 对缓冲区的互斥访问

      • semaphore mutex = 1

• 生产者进程和消费者进程实现

  • 生产者

    
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  • 消费者

    
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• 能否改变PV顺序？

  • 举例

    • 生产者

      
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    • 消费者

      
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- 分析

    - 前提

        - 此时缓冲区已经放满产品

            - empty=0
            - full=n

    - 生产者

        - 先使mutex=0
        - 再执行P(empty)

            - 由于empty=0
            - 生产者被阻塞

    - 消费者

        - 消费者进程执行

            - mutex为0
            - 消费者也被阻塞

    - 结果 

        - 死锁

- 总结

    - 实现互斥的P操作一定要在实现同步的P操作之后