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1、信号量机制P、V操作例题信号量机制信号量机制wait和signal又称为P、V操作，P、 V原语， P、V操作的一般描述如下：n P操作：（1）S减1；（2）若s减1后仍大于或等于零，则进程 继续执行（可进入临界区）；（3）若s减1后小于零，则该进程被阻塞 在与该信号相对应的队列中，然后转进程调 度。 P、V操作入 口S = S - 1S 0 返 回调用进程入等待队列转进程调度否是入 口S = S + 1S 0 返 回唤醒等待队列中的一个进程返回或转进程调度是否n V操作：（1）S加1；（2）若相加结果大于零，进程继续执行（ 无等待该临界资源的阻塞进程）；（3）若相加结果小于或等于零，则从该信
2、 号的等待队列中唤醒一个等待进程，然后再 返回原进程继续执行或转进程调度。1 1、独木桥问题。某条河上只有一座独木桥，以便行人、独木桥问题。某条河上只有一座独木桥，以便行人 过桥，现在河的两边都有人要过桥，按照下面的规则过桥，现在河的两边都有人要过桥，按照下面的规则 过桥，为了保证过桥安全，请用过桥，为了保证过桥安全，请用P P，V V操作分别实现正操作分别实现正 确的管理。确的管理。 过桥的规则：同一方向的可连续过桥，某方向有人过过桥的规则：同一方向的可连续过桥，某方向有人过 桥时另一方向的人要等待。桥时另一方向的人要等待。2 2、桌上有一空盘，允许存放一只水果。爸爸可向盘中、桌上有一空盘，
3、允许存放一只水果。爸爸可向盘中 放苹果，也可向盘中放桔子，儿子专等吃盘中的香蕉放苹果，也可向盘中放桔子，儿子专等吃盘中的香蕉 ，女儿专等吃盘中的苹果。规定当盘空时一次只能放，女儿专等吃盘中的苹果。规定当盘空时一次只能放 一只水果供吃者使用，请用一只水果供吃者使用，请用P P，V V原语实现爸爸、儿子原语实现爸爸、儿子 、女儿三个并发进程的同步。、女儿三个并发进程的同步。 3 3、某寺庙，有小、老和尚若干，有一水缸，有小和尚提水入缸、某寺庙，有小、老和尚若干，有一水缸，有小和尚提水入缸 供老和尚饮用。水缸可容供老和尚饮用。水缸可容10 10 桶水，水取自同一井中。水井径窄桶水，水取自同一井中。水
4、井径窄 ，每次只能容一个桶取水。水桶总数为，每次只能容一个桶取水。水桶总数为3 3个。每次入、取缸水仅个。每次入、取缸水仅 为为1 1桶，且不可同时进行。给出取水、入水的算法描述。桶，且不可同时进行。给出取水、入水的算法描述。1 1、独木桥问题。过桥的规则：同一方向的可连续过桥，某方向、独木桥问题。过桥的规则：同一方向的可连续过桥，某方向 有人过桥时另一方向的人要等待。有人过桥时另一方向的人要等待。VarVar Semaphore Semaphore mutex,Lmutex,Rmutexmutex,Lmutex,Rmutex=1,0,0;=1,0,0;intint LcountLcount=
5、0, =0, RcountRcount=0=0； Main()Main() cobegincobeginLeft(); Right(); Left(); Right();CoendCoend Left()Left() while (true) while (true) P(LmutexP(Lmutex); ); if if LcountLcount=0 =0 P(mutexP(mutex););LcountLcount=Lcount+1; =Lcount+1; V(LmutexV(Lmutex) )过桥；过桥；p(Lmutexp(Lmutex); ); if if LcountLcount=0
6、 =0 V(mutexV(mutex););LcountLcount=Lcount-1; =Lcount-1; V(LmutexV(Lmutex) ) /mutexmutex左右两边过桥的互斥信号量；左右两边过桥的互斥信号量；LcountLcount, , RcountRcount左右两边过桥人数左右两边过桥人数 /LmutexLmutex, , RmutexRmutex 分别表示对分别表示对LcountLcount, , RcountRcount互斥访问的信号量互斥访问的信号量Right()Right() while (true) while (true) P(RmutexP(Rmutex)
7、; ); if if RcountRcount=0 =0 P(mutexP(mutex); );RcountRcount=Rcount+1; =Rcount+1; V(RmutexV(Rmutex) )过桥；过桥；p(Rmutexp(Rmutex); ); if if RcountRcount=0 =0 V(mutexV(mutex); );RcountRcount=Rcount-1; =Rcount-1; V(RmutexV(Rmutex) ) 桌上有一空盘，允许存放一只水果。爸爸可向盘中放苹果和香蕉，桌上有一空盘，允许存放一只水果。爸爸可向盘中放苹果和香蕉， 儿子专等吃盘中的香蕉，女儿专等
8、吃盘中的苹果。儿子专等吃盘中的香蕉，女儿专等吃盘中的苹果。VarVar dish,apple,banana:Semaphore:=1,0,0;dish,apple,banana:Semaphore:=1,0,0; Main()Main() cobegincobegin Father(); Father(); son();daugherson();daugher();(); CoendCoend Father()Father() while (true) while (true)p(dish); p(dish); if if 放的是苹果放的是苹果 v(applev(apple););else e
9、lse V(bananaV(banana) ) son()son() while (true) while (true) p(banana); p(banana);从盘子取香蕉；从盘子取香蕉； v(dish); v(dish); 吃香蕉；吃香蕉； daugherdaugher()() while (true) while (true) p(apple); p(apple);从盘子取苹果；从盘子取苹果； v(dish); v(dish); 吃苹果；吃苹果； /dish/dish互斥使用盘子；互斥使用盘子；appleapple盘中苹果数；盘中苹果数；bananabanana盘中香蕉数盘中香蕉数桌上
10、有一空盘，允许存放一只水果。桌上有一空盘，允许存放一只水果。爸爸可向盘中放苹果爸爸可向盘中放苹果，妈妈向妈妈向 盘中放香蕉盘中放香蕉，儿子专等吃盘中的香蕉，女儿专等吃盘中的苹果。，儿子专等吃盘中的香蕉，女儿专等吃盘中的苹果。VarVar dish,apple,banana:Semaphore:=1,0,0;dish,apple,banana:Semaphore:=1,0,0; Main()Main() cobegincobegin Father();mother();son();daugherFather();mother();son();daugher();(); CoendCoend Fa
11、ther()Father() while (true) while (true)p(dish); p(dish); 将苹果放入盘子；将苹果放入盘子；v(apple); v(apple); Mother()Mother() while (true) while (true) p(dish); p(dish);将将香蕉放入盘子；香蕉放入盘子；v(v(bananabanana); ); son()son() while (true) while (true) p(banana); p(banana);从盘子取香蕉；从盘子取香蕉； v(dish); v(dish); 吃香蕉；吃香蕉； daugherd
12、augher()() while (true) while (true) p(apple); p(apple);从盘子取苹果；从盘子取苹果； v(dish); v(dish); 吃苹果；吃苹果； /dish/dish互斥使用盘子；互斥使用盘子；appleapple盘中苹果数；盘中苹果数；bananabanana盘中香蕉数盘中香蕉数某寺庙，有小、老和尚若干，有一水缸，有小和尚提水入缸供老和尚饮用。水缸某寺庙，有小、老和尚若干，有一水缸，有小和尚提水入缸供老和尚饮用。水缸 可容可容10 10 桶水，水取自同一井中。水井径窄，每次只能容一个桶取水。水桶总数为桶水，水取自同一井中。水井径窄，每次只能容
13、一个桶取水。水桶总数为 3 3个。每次入、取缸水仅为个。每次入、取缸水仅为1 1桶，且不可同时进行。给出取水、入水的算法描述桶，且不可同时进行。给出取水、入水的算法描述Semaphore Semaphore mutex1=1;mutex2=1;mutex1=1;mutex2=1; empty=10;full=0;count=3;empty=10;full=0;count=3; Main()Main() cobegincobegin get(); use(); get(); use(); coendcoend Get() /Get() /小和尚入水小和尚入水 while (true)while
14、(true) p(empty) ;p(empty) ; p(count) ; p(count) ; P(mutex1);P(mutex1); 从井中取水；从井中取水； v(mutex1) v(mutex1) ； P(mutex2) P(mutex2) ； 将水倒入缸中；将水倒入缸中； v (mutex2) v (mutex2) ； v (count) v (count) ； v (full) v (full) ； Use() /老和尚取水老和尚取水 while(true)p (full) ;p(count) ;P(mutex2) ;从缸中取水；v (mutex2) ；v(empty) ；v (count) ； /mutex1:/mutex1:互斥从井中提水；互斥从井中提水；mutex2:mutex2:互斥从缸中取水；互斥从缸中取水；empty:empty:缸中缸中 尚能盛水的桶数；尚能盛水的桶数；full:full:缸中已盛水的桶数；缸中已盛水的桶数；count:count:已用水桶数已用水桶数
