生产者进程P1和P2分别负责生产物品A和B,消费者进程R1和R2分别负责消费物品B和A。生产者生产物品,放入仓库,供消费者消费。仓库最多只能放L件物品,仓库初始状态为空,且同一时刻仓库只能供一个进程使用。 ①四个进程间存在怎样的制约关系? ②用P-V操作实现上述进程间的制约关系。 ③如一个进程使用了两个或以上的P操作,请说明这些P操作的顺序是否可以交换?为什么?
时间: 2023-06-26 12:03:10 浏览: 94
①四个进程间存在如下制约关系:
1. 生产者进程P1和P2不能同时进入仓库进行生产,仓库只能供一个生产者进程使用。
2. 消费者进程R1和R2不能同时进入仓库进行消费,仓库只能供一个消费者进程使用。
3. 仓库最多只能放L件物品,如果仓库已经满了,生产者进程就不能再进入仓库进行生产,只有当仓库中至少有一件物品被消费后,生产者进程才能继续生产。
4. 如果仓库为空,消费者进程就不能进入仓库进行消费,只有当仓库中至少有一件物品被生产后,消费者进程才能继续消费。
②用P-V操作实现上述进程间的制约关系:
仓库的初始值为0,表示仓库中没有物品。P操作和V操作如下:
```
semaphore mutex = 1; // 用于实现互斥
semaphore empty = L; // 用于表示仓库空余空间
semaphore full = 0; // 用于表示仓库中已有物品数量
// 生产者进程P1
while (true) {
produce_A(); // 生产物品A
P(empty); // 如果仓库已满,生产者进程阻塞等待
P(mutex); // 进入临界区
put_into_warehouse(A); // 将物品A放入仓库
V(mutex); // 离开临界区
V(full); // 增加仓库中已有物品数量
}
// 生产者进程P2
while (true) {
produce_B(); // 生产物品B
P(empty); // 如果仓库已满,生产者进程阻塞等待
P(mutex); // 进入临界区
put_into_warehouse(B); // 将物品B放入仓库
V(mutex); // 离开临界区
V(full); // 增加仓库中已有物品数量
}
// 消费者进程R1
while (true) {
P(full); // 如果仓库为空,消费者进程阻塞等待
P(mutex); // 进入临界区
take_from_warehouse(B); // 从仓库中取出物品B
V(mutex); // 离开临界区
V(empty); // 增加仓库空余空间
consume_B(); // 消费物品B
}
// 消费者进程R2
while (true) {
P(full); // 如果仓库为空,消费者进程阻塞等待
P(mutex); // 进入临界区
take_from_warehouse(A); // 从仓库中取出物品A
V(mutex); // 离开临界区
V(empty); // 增加仓库空余空间
consume_A(); // 消费物品A
}
```
③如果一个进程使用了两个或以上的P操作,这些P操作的顺序不能交换,否则会导致死锁。例如,在上述代码中,如果P(empty)和P(mutex)的顺序交换,就可能出现下面的情况:
1. 生产者P1进入临界区,获得了mutex信号量并准备放入物品A。
2. 生产者P2也想进入仓库进行生产,但此时仓库已满,它被阻塞等待empty信号量。
3. 消费者R1想要消费物品B,但此时仓库中只有物品A,它被阻塞等待full信号量。
4. 由于P1没有释放mutex信号量,P2也无法继续执行,因此整个系统陷入了死锁状态。
因此,P操作的顺序需要严格按照代码中的顺序执行,以避免死锁的发生。
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