生产者消费者问题 多生产者多消费者问题 吸烟者问题 读者写者问题 哲学家进餐问题
有同步和互斥: 同步:缓冲区没满才能放产品,缓冲区不空才能取产品。 互斥:各进程互斥访问。
关于PV:P是消耗,V是释放(或理解为P是进,V是出) 生产者P一个空闲缓冲区,V一个产品。 消费者P一个产品,V一个空闲缓冲区。 mutex是一个互斥信号量,实现对缓冲区的互斥访问。 == 比如:对producer,它在把产品放入缓冲区前要P(mutex),表示“我要使用缓冲区”,(因为是互斥的,P了之后如果不V就不会有进程再来访问缓冲区),放完后再V(mutex),表示“我用完了。”这里就实现了互斥==。
empty和full是同步信号量,empty表示空闲缓冲区数量,full表示产品数量。 对于producer,生产一个产品要P(empty),表示用了一个空闲缓冲区,生产完即V(full),产生了一个产品。 对于consumer,消耗一个产品P(full)后就释放了一个缓冲区V(empty)。
思考:能否改变相邻PV操作的顺序? 显然不能,可能会死锁,会造成进程之间的并发度降低。
对于producer: P(mutex)就像是上锁,如果没有V(mutex),就没有进程可以访问缓冲区。但如果先P(mutex),上锁了,然后发现无法执行P(empty),即没有空闲缓冲区了,那就停在这里了。 consumer也同理。 总结 互斥的是缓冲区,同步的是空闲缓冲区资源和产品。 易错: 对于producer:先P(empty),再P(mutex),再V(mutex),再V(full). 对于consumer:先P(full),再P(mutex),再V(mutex),再V(empty).
可以这样理解:mutex是相当于对缓冲区(临界资源)的上锁,锁完后要马上释放,所以mutex的PV操作一定在最里层。
这里:不设置专门的互斥变量mutex,也不会出现多个进程同时访问盘子的现象。 原因是:本题的缓冲区大小只有1,在任何时刻,apple,orange,plate三个同步信号量中最多只有一个是1(有一个苹果,有一个橘子,或空位是1)。因此任何时候,最多只有一个进程的P操作不会被阻塞,并顺利进入临界区。 简而言之,当一个进程可以运行时,其他进程不满足运行的条件,所以不会出现多个进程同时访问盘子的情况,就不需要互斥变量了。
但是,如果缓冲区大小为2,那么父亲和母亲进程都满足条件,如果没有mutex,就会两个进程同时访问缓冲区。所以,需要互斥信号量mutex。
总结 如果缓冲区大小为1,有可能不用互斥信号量。 所以还是都用互斥信号量稳一点。 事件前后关系。 如这道题:放水果前的情况是盘子为空,放水果后是盘子为满。则就是一个同步信号量。
供应者供应任意一个组合(V),然后相应的吸烟者把它拿了(P)。 所以先V后P。 对于供应者来说: 轮流提供三种组合,提供就是V(offer),提供完其实就是P(finish),表示桌子上已经放了东西。 对于吸烟者来说,拿东西P(offer),然后就V(finish),因为拿完东西桌子就已经空了。 总结
写进程和读进程(或写进程)同时运行会产生错误。 因此要求:可以同时读、只能一个写、写完前不能有其他进程访问。 处理问题的方法在最后一段: writer的P(rw)和V(rw)相当于写文件前后的上锁和解锁。 reader中的mutex是因为要互斥地访问count。 reader中的P(rw)和V(rw)相当于读文件的上锁和解锁:只有还有文件要读就不解锁。 因此写进程可能饥饿。 这种算法也被称为==读写公平法。==不会让写进程饥饿。
看这里知道为什么不会让写进程饥饿 此图来自上面的链接: 增加的P(w)和V(w)有交替唤醒的感觉。
总结
视频里提出了三种方法,但是代码只有一种。 这里看完整的代码 当所有哲学家都拿起左边的筷子,那么无法都拿起右边的筷子,会死锁。 三种解决方法: 3.仅当一个哲学家左右两只筷子都可用时才允许他抓起筷子。
互斥地拿筷子: 这种方法对应上面链接中的解决方法2. 总结