多生产者和多消费者问题

题目描述

桌子上有一个盘子，每次只能向其中放入一个水果。爸爸专门向盘子里面放苹果，妈妈专门向盘子里面放橘子；只有盘子为空时，爸爸或妈妈才可以向其中放入水果；仅当盘子里有自己需要的水果时，儿子或女儿才会从盘子里面取出。

关系分析

1.爸爸和妈妈是互斥关系；

2.爸爸和女儿是同步关系，妈妈和儿子也是同步关系；

3.儿子和女儿之间没有同步与互斥关系，因为儿子和女儿是选择条件执行，不可能并发。

 思路

该过程可以抽象为两个生产者、两个消费者和一个缓冲区的问题

代码

semaphore mutex = 1;        //对盘子的互斥访问
semaphore plate = 1;        //缓冲区的个数
semaphore apple = 1;        
semaphore orange = 1;


father(){
	while(true){
		prepare an apple;
		P(plate);					//消耗掉一个缓冲区
		P(mutex);					//互斥地访问缓冲区
		put an apple on the plate;  //往缓冲区里放东西
		V(apple);					//告诉女儿进程盘子里面有苹果了
		V(mutex);					//释放缓冲区的使用权
	}
}

daughter(){
	while(true){
		P(apple);						//告诉父亲进程可以继续往盘子里面放苹果了
		P(mutex);						//互斥地从盘子里取出食物
		take an apple from the plate;  
		V(plate);   					//释放了一个缓冲区
		V(mutex);						//释放了对缓冲区的独占
	}		
}

mom(){
	
	while(true){
		P(plate);						//消耗一个缓冲区
		P(mutex);						//互斥地访问缓冲区
		put an orange to the plate;		//往缓冲区放橘子
		V(orange); 						//告诉儿子有橘子了
		V(mutex);						//释放对缓冲区的独占
	}
}

son(){
	while(true){
		P(orange); 						//告诉妈妈可以放橘子啦
		P(mutex);
		eat the orange;
		V(mutex);
		V(plate);						//释放缓冲区
	}
}

注意

在这个多生产者多消费者问题中，可不可以不使用互斥信号量？

是可以的，可以用plate = 1来使爸爸和妈妈两个进程之间互斥地访问信号量，注意只有plate的值为1的时候才可以这样做。