使用监视器的单车道桥

在大学里，我从“Gregory R. Andrews-Foundations of Multithreaded ....programming”中得到了这个规范的并行编程问题：（虽然我有这本书的较新版本和俄语版本，但我发现了一个旧的英语变体并尝试正确传达一切）
我还被赋予了任务解决这个问题，但因此可以使用信号量移动汽车 https://stackoverflow.com/questions/47612370/one-lane-bridge-using-semaphores为了解决该任务，导师告诉我模仿读者-作者任务中读者的行为
单车道桥。从北方和南方来的汽车到达一个—— 车道桥。往同一方向行驶的汽车可以同时过桥 时间，但朝相反方向行驶的汽车则不能。 制定解决此问题的方案。将汽车建模为流程，并使用 监控同步。首先指定监控不变量，然后开发 确保公平性。 （让汽车转弯）
我用谷歌搜索并找到了类似任务的解决方案（http://www.cs.cornell.edu/courses/cs4410/2008fa/homework/hw3_soln.pdf http://www.cs.cornell.edu/courses/cs4410/2008fa/homework/hw3_soln.pdf）但讲师说大部分都是无用且不正确的我最终得到了以下解决方案：

monitor onelanebridge{
    int nb=0,sb=0; //Invar:(nb==0 and sb<=1)or(sb=0 and nb<=1)
    cond nbfreetogo,sbfreetogo; //conditional variables
    procedure enter_n(){
        if(sb!=0andnb==0) wait(nbfreetogo);
        nb++;
    }
    procedure enter_s(){
        if(nb!=0andsb==0) wait(sbfreetogo);
        sb++;
    }
    procedure leave_n(){
        nb--;
        if(nb==0) signal(sbfreetogo);
    }
    procedure leave_s(){
        sb--;
        if(sb==0) signal(nbfreetogo);
    }
}

有人问我这样的问题：“什么确保一次不能超过一辆车过桥？”..我什至不确定是否是这样...请帮助我正确解决任务。我必须只使用上述书中的结构...... 书中读者-作者问题解决方案的示例：

monitor RW_Controller {
    int nr = 0, nw =0;  //Invar:  (nr == 0 or nw ==  0) and nw  <= 1
    cond oktoread; # recieves signal, when  nw == 0
    cond oktowrite; # recieves signal, when  nr == 0  и nw  == 0
    procedure request_read() {
        while (nw > 0) wait(oktoread); 
        nr = nr + 1;
    }
    procedure release_read() { 
    nr = nr - 1;
    if (nr == 0) signal(oktowrite);
        # run one writer-process
    }
    procedure request_write()  {
        while (nr > 0 || nw > 0) wait(oktowrite); 
            nw = nw + 1 ;
        }
    procedure release_ write() { 
        nw = nw - 1;
        signal(oktowrite); # run one writer-process and
        signal_all(oktoread); # all reader-processes
    }
}

当然我的解决方案只是随机尝试。请阻止我正确解决任务
注意：根据书中的“条件变量”类型的变量是一个“等待队列”，它具有以下方法：

wait(cv)//wait at end of queue  
wait(cv,rank)//wait in order of increasing value of rank  
signal(cv)//awaken process at end of queue then continue
signal_all(cv)//awaken all processes at end of queue then continue  
empty(cv) //true if wait queue is  empty; false otherwise  
minrank(cv) //value of rank of process at front of wait queue  

所以我应该使用其中的一些来解决这个任务

你的显示器 onelanebridge 并没有偏离目标，但它没有公平的概念。如果有源源不断的北行交通，就不会触发南行交通。您需要将等待计数和“活动”计数分开。

一个简单的公平就是交替进行，因此您可以将“活动”计数器限制为 1；并检查当变为零时是否切换。 为避免引发路怒症，您可以根据单车道路段的通行时间选择限制。

现在，您将有车辆在 Enter_[ns] 中等待，该车辆具有正确的方向，但由于限制而必须等待，因此您的 if (cond) 等待需要变为 while (更复杂的 cond) 等待。

并发编程并不自然，但通过练习可以变得根深蒂固。尝试思考当前的问题，而不是如何使用这些机制。