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二.进程(4)经典同步问题

二.进程(4)经典同步问题

作者: 麻皮阿洪 | 来源:发表于2018-09-30 12:33 被阅读0次

    1.生产者—消费者问题

    互斥、同步

    2.哲学家就餐问题

    互斥

    3.读者——写者问题

    有条件的互斥

    1. 生产者—消费者问题

    【】 The proceducer – consumer

    problem:多个生产者和消费者对n个缓

    冲区的使用。

    【】不考虑互斥、同步问题会导致counter计

    数错误

    【】如何设置信号量?从资源、顺序两个角度分析

    1. 无论生产者、消费者使用缓冲池时应保证互斥使用(互斥信号量mutex )

    2. 生产者和消费者间交叉有序:

    、有序的控制根源在产品数量上

    、设置两个信号量

    PV控制下值不断变化,但在值等于0的点上是控制顺序的关键。

    分别针对生产者、消费者设置不同的信号量,empty和full分别表示缓冲池中空缓冲池和满缓冲池(即产品)的数量。

    检查:

    1. 每个程序中用于实现互斥的wait(mutex)和signal(mutex)必须成对地出现。

    2. 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。

    3. 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。

    4. 模拟交替执行过程,检查控制是否正确。

    1)记录型信号量解决哲学家进餐问题

    筷子是临界资源,在一段时间内只允许一个哲学家使用。为实现对筷子的互斥使用,用一个信号量表示一只筷子,五个信号量构成信号量数组。

    Var chopstick: array [0, …,4]of

    semaphore;

    所有信号量均被初始化为1。

    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

    【】一刀切:

    仅当哲学家的左右两只筷子均可用时,才允许他拿起筷子进餐。---采用AND信号量。

    IF编程控制

    规定奇数号哲学家先拿他左边的筷子,然后再去拿右边的筷子;偶数号哲学家则相反。保证总会有一个哲学家能同时获得两只筷子而进餐

    ifI mod  2=0

    else

    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:

    l 多个读进程可同时读;

    l 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。

    类似问题

    【】单行问题

    l 同向不互斥,异向互斥

    【】船闸问题

    l 同闸航道不互斥,不同闸的互斥

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