【操作系统】进程：生成者-消费者问题

【一个生产者一个消费者问题】

有一计算进程和打印进程，它们共享一个单缓冲区，计算进程不断地计算出一个整形结果并将它放入单缓冲区中，打印进程则负责从单缓冲区中取出每一个结果打印，用信号量实现。

 

设置信号量full表示资源个数，empty表示资源类型为缓冲区的个数，full初值为1，empty初值为0

semaphore full=0,empty=1;
int buffer;//表示缓冲区

compute(){
   int nextc;
   while(1){
     计算出结果放入nextc;
     wait(empty);//空闲资源减1
     buffer=nextc;
     signal(full);//已用资源加1
   }
}

print(){
  int nextp;
  while(1){
    wait(full);//已用缓冲区减1
    nextp=buffer;
    signal(empty);//空闲资源加1
    print nextp; 
  }
}

main(){
  cobegin
    compute();print();
  coend
}

 不需要mutex互斥信号量，因为full,empty的最大值为1，且每个进程开始都有wait,所以不可能有两个进程同时访问缓冲区。

 

【多个生产者和消费者问题】

使用记录型信号量：

假定在生产者和消费者之间的公用缓冲池中具有n个缓冲区

可利用互斥信号量mutex实现对缓冲池的互斥使用

利用信号量empty和full分别表示缓冲池中空缓冲区和满缓冲区的数量

当交换两个wait操作可能引起死锁。

当交换两个signal操作不会引起死锁。

使用管程：

 

  

题目

生产者消费者问题变体：

例：有三个进程PA，PB，PC协作解决文件打印问题。

PA将文件记录从磁盘读入内存的缓冲区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中，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，缓冲区的大小与记录大小一样。

请用信号量来保证文件的正确打印。

 

 注意：定义缓冲区；定义局部变量用于消费和生产

例：进程A1，A2，....，An1通过m个缓冲区向进程B1、B2、...、Bn2不断地发送消息。发送和接受工作遵循以下规则：

(1)每个发送进程一次发送一个消息，写入一个缓冲区，缓冲区大小与消息长度相同；

(2)对每个消息，B1、B2、...、Bn2都需各接受一次，读入自己的数据区内

(3)m个缓冲区都满时，发送进程等待；没有可读的消息时，接受进程等待