计操进程同步（信号量pv灵魂三问法狂练版）

本文主要是介绍计操进程同步（信号量pv灵魂三问法狂练版），希望对大家解决编程问题提供一定的参考价值，需要的开发者们随着小编来一起学习吧！

文章目录

解题秘诀-灵魂三问法
一同步问题
- 1.1 围棋问题
- 1.2 数据采集问题
- 1.3 三进程文件打印问题
- 1.4 司机售票员问题
二同步+互斥问题
- 2.1 果盘问题
三同步+资源管控问题
- 3.1 兔子问题
- 3.2 数据写入和读取问题
- 3.3 图书馆问题
- 3.4 超市问题
- - 3.4.1 解法一
  - 3.4.2 解法二

解题秘诀-灵魂三问法

问题类型的基础知识，参看计算机操作系统进程同步（信号量pv专题）第四部分

一同步问题

1.1 围棋问题

在一个盒子里，混装了数量相等的黑白围棋子。现在用自动分拣系统把黑子、白子分开，设分抹系统有两个进程P1和P2，其中P1拣白子P2拣黑子。规定当一个进程拣了一子后，必须让另一个进程去抹。用信号量和PV操作协调两进程的活动

1.2 数据采集问题

某控制系统中，数据采集进程负责把采集到的数据放到一缓冲区中；分析进程负责把数据从缓冲区中取出进行分析，试用信号量实现两者之间的同步

1.3 三进程文件打印问题

有三个进程 PA、PB 和 PC 合作解决文件打印问题：
- PA将文件记录从磁盘读入主存的缓冲区 1，每执行一次读一个记录；
- PB 将缓冲区 1 的内容复制到缓冲区 2，每执行一次复制一个记录；
- PC 将缓冲区 2 的内容打印出来，每执行一次打印一个记录。缓冲区的大小等于一个记录的大小。请用 PV 操作来保证文件的正确打印

1.4 司机售票员问题

在公共汽车上，司机和售票员的活动分别是：司机活动:启动车辆->正常运行->到站停车；售票员活动：关车门->售票->开车门。在汽车不断的到站，停车，行驶过程中，司机和售票员的活动有什么同步关系？用信号量和P，V操作实现
解析：在汽车行驶过程中，司机活动与售票员活动之间的同步关系为：售票员关车门后，向司机发开车信号，司机接到开车信号后启动车辆，在汽车正常行驶过程中售票员售票，到站时司机停车，售票员在车停后开车门让乘客上下车。
因此司机启动车辆的动作必须与售票员关车门的动作取得同步；售票员开车门的动作也必须与司机停车取得向步。，应设置两个信号量：s1、s2，s1表示是否允许司机启动汽车，其初值为0：s2表示是否允许售票员开门，其初值为0。

二同步+互斥问题

2.1 果盘问题

一家四人父、母、儿子、女儿围桌而坐;桌上有一个水果盘；当水果盘空时，父亲可以放香蕉或者母亲可以放苹果，但盘中已有水果时，就不能放，父母等待。当盘中有香蕉时，女儿可吃香蕉，否则，女儿等待；当盘中有苹果时，儿子可吃，否则，儿子等待。

三同步+资源管控问题

3.1 兔子问题

有一只最多能装 2 只兔子的铁笼子，猎人仅能向笼子中放入兔子（每次只能放入 1 只），若笼子是满的，则猎人必须等待；饭店老板仅能从笼子中取兔子（每次只能取出 1 只），若笼子是空的则他也必须等待。假设初始时笼子是空的。定义信号量并初始化，使用 P、V 操作模拟猎人和饭店老板进程之间的同步与互斥

3.2 数据写入和读取问题

设有一缓冲池P，P中含有20个可用缓冲区，一个输入进程将外部数据读入P，另有一个输出进程将P中数据取出并输出。若讲程每次操作均以一个缓冲区为单位，试用记录型信号量写出两个进程的同步算法,要求写出信号量的初值。

semaphore mutex=1; 
semaphore empty=20;
semaphore full=0;
int in,out = 0;
item p [20]; 
void Producer(){while(ture){producer an item in nextp;wait(empty);wait(mutex);p[in] := nextp;in := (in+1) mod 20;signal(mutex);signal(full);}
}
void Consumer(){while(ture){wait(full);wait(mutex);nextc := p[out];out := (out+1) mod 20;signal(mutex);signal(empty);}
}

3.3 图书馆问题

图书馆规定，每位进入图书馆的读者要在登记表上登记，退出时要在登记表上注销。（1）用信号量实现读者之间的互斥登记和注销;（2）图书馆共有100个座位，当图书馆中没有空座位时，后到的读者在图书馆要等待寺（阻塞）

3.4 超市问题

有一个超市，最多可容纳N个人进入购物，当N个顾客满员时，后到的顾客在超市外等待；超市中只有一个收银员。可以把顾客和收银员看作两类进程，两类进程间存在同步关系。写出用P、V操作实现的两类进程的算法

3.4.1 解法一

在这里插入图片描述

设一个整型变量S，同一个队列相对应。在S上定义两种操作：P操作和V操作。
- 执行一次P操作，信号量S减1，S≥0时，调用P操作的进程继续执行；S＜0时，该进程被阻塞，并且被插入到等待队列中。
- 执行一次V操作，信号量S加1，当S≥0时，调用V操作的进程继续执行：S≤0时，从信号量S对应的等待队列中选出一个进程进入就绪状态[3]。
在本题中，超市是公有资源，所以设置一个互斥信号量Sn，初值为n。当顾客进入超市时，首先要P(Sn)，离开时V(Sn)。因为顾客进程和收银员进程之间是同步关系，整个超市只有一个收银员，一次只能有一个顾客付款，所以必须为收银员进程及顾客进程各设置一个私有信号量S1和S2，初值分别为0，0。顾客买完东西，去付款时，执行V(S1)，通知收银员有顾客付款。收银员进程此时就可以执行P(S1)，进入收费。收费完毕，收银员进程执行V(S2)，通知顾客进程。而顾客进程此时继续执行P(S2)，即可离开收银台。最后，执行V(Sn)，离开超市，释放资源。