例题以及习题pv操作3

【实战3】理发师问题

理发店有一位理发师、一把理发椅及三把供等候理发的顾客坐的椅子。如果没有顾客，理发师就去睡觉。如果顾客来时所有的椅子都有人，那么顾客就离去。如果理发师在忙而有空闲的椅子，那么顾客就会坐在其中的一个空闲的椅子上。如果理发师在睡觉，顾客会唤醒他。请利用信号量（semaphores），写个程序来协调理发师和顾客进程。【浙江大学2007】

int count=0;

//记录理发店里的顾客数量

semaphore mutex=1;

//用于互斥访问count变量所用的信号量

semaphore barber_chair=0;

//

semaphore wait_chair=3;

//顾客等待时可坐的椅子

semaphore ready=0;

//坐在等候椅子上等待理发的顾客数量

Barber(){

//理发师进程

while(1){

wait(ready);

//是否有顾客在等待理发，没有则阻塞

signal(barber_chair);

//请等待时间最长的顾客坐到理发椅上

signal(wait_chair);

//坐到理发椅上的顾客让出一个等待时可坐的椅子

barbering

//给顾客理发

}

}

Customer(){

//顾客进程i

{

wait(mutex);

if(count>=4){

//如果理发店已经有四个顾客了

signal(mutex);

leave //走人

}

else{

//理发店里顾客不足4个

count++;

//更新顾客人数

signal(mutex);

}

wait(wait_chair);

//先请求坐等待时坐的椅子

signal(ready);

//告诉理发师又有一位顾客准好了，等待理发

wait(barber_chair);

//再请求坐理发椅

be barbered

wait(mutex);

count--;

//更新店里的顾客人数

signal(mutex);

}

}

【练习1】 如图所示，有多个PUT操作同时向BUFF1放数据，有一个MOVE操作不断地将BUFF1的数据移到BUFF2，有多个GET操作不断地从BUFF2中将数据取走。BUFF1的容量为m，BUFF2的容量是n，PUT、MOVE、GET每次操作一个数据，在操作的过程中要保证数据不丢失。试用P、V原语协调PUT、MOVE的操作，并说明每个信号量的含义和初值。

PUTMOVEGETBuff1Buff2

进程操作图

【分析】这里存在两个一般意义的“生产者—消费者”问题，PUT（生产者）与MOVE（消费者）之间，需要设置三个信号量；MOVE（生产者）与GET（消费者）之间，需要设置三个信号量。PUT进程套用生产者进程即可，MOVE进程只有在Buff1有新数据且Buff2有空闲区的时候才移动数据，GET进程套用消费者进程即可。

答案：设置6个信号量full1、empty1、B-M1、full2、empty2、B-M2，它们的含义和初值如下：

1) full1表示Buff1是否有数据，初值为0；

2) empty1表示Buff1有空间，初值为m；

3) B-M1表示Buff1是否可操作，初值为1；

4) Full2表示Buff2是否有数据，初值为0；

5) Empty2表示Buff2有空间，初值为n；

6) B-M2表示Buff2是否可操作，初值为1；

{

repeat

P(empty1)； /*判断Buff1是否有空间，没有则等待 */

P(B-M1)； /*是否可操作Buff1*/

PUT；

V(B-M1)； /*设置Buff1可操作标志 */

V(full1)； /*设置Buff1有数据的标志 */

until false

}

{

repeat

P(full1)； P(empty2)；P(B-M1)；P(B-M2)；MOVE； V(B-M1)；V(B-M2)；V(empty1)；V(full2)； until false /*判断Buff1是否有数据，没有则等待*/

/*判断Buff2是否有空间，没有则等待*/ /*是否可操作Buff1 */

/*是否可操作Buff2 */

/*设置Buff1可操作标志*/

/*设置Buff2可操作标志*/

/*设置Buff1有空间标志*/ /*设置Buff2有数据标志*/

}

{

repeat

P(full2)； /*判断Buff2是否有数据，没有则等待 */

P(B-M2)； /*是否可操作Buff2*/

GET；

V(B-M2)； /*设置Buff2可操作标志 */

V(empty2)； /*设置Buff2有空间的标志 */

until false