系统中有多个生产者进程和多个消费者进程,共享一个能存放500件产品的环形缓冲区(初始为空)。缓冲区未满时,生产者进程可以放入其生产的一件产品,否则等待;缓冲区未空时,消费者进程可以从缓冲区取走一件产品,否则等待。要求一个消费者进程从缓冲区连续取出20件产品后,其他消费者进程才可以取产品。请使用信号量P,V( Wait(),signal() )操作实现进程间的互斥与同步,要求写出完整的过程。并说明所用信号量的含义和初值。
时间: 2023-06-11 16:04:36 浏览: 139
好的,我会尽力回答你的问题,同时保护你的隐私。这里是关于多进程之间使用信号量来互斥和同步的解决方案:
首先,需要定义三个信号量:
1. full: 缓冲区中的产品数量,初始值为0,它用于记录缓冲区中可以被消费者取走的产品数量。
2. empty: 缓冲区中剩余的空位数量,初始值为500,它用于记录缓冲区还能够存储的产品数量。
3. mutex: 用于实现临界区,初始值为1,它用于确保在同一时刻只有一个进程在访问缓冲区。
定义一个共享数据结构,包含生产者进程和消费者进程需要操作的数据:
```c
#define BUFFER_SIZE 500
int buffer[BUFFER_SIZE];
int in = 0; // 记录下一个需要写入的位置
int out = 0; // 记录下一个需要读取的位置
```
定义生产者进程的代码,生产者需要向缓冲区中添加产品:
```c
while (true) {
/* 生产者生产一个产品 */
// ...
/* 获取 empty 信号量,判断缓冲区是否有空位 */
Wait(empty);
/* 等待进程间的互斥 */
Wait(mutex);
/* 向缓冲区中添加产品 */
buffer[in] = product;
in = (in + 1) % BUFFER_SIZE;
/* 释放互斥信号量 */
Signal(mutex);
/* 释放满信号量 */
Signal(full);
}
```
定义消费者进程的代码,消费者需要从缓冲区中取走产品:
```c
while (true) {
/* 获取 full 信号量,判断缓冲区是否有产品 */
Wait(full);
/* 获取互斥信号量 */
Wait(mutex);
/* 从缓冲区中取出产品 */
int product = buffer[out];
out = (out + 1) % BUFFER_SIZE;
/* 释放互斥信号量 */
Signal(mutex);
/* 释放空信号量 */
Signal(empty);
/* 如果当前已经取出了20个产品,则等待其他消费者进程取完20个产品才可以开始下一次取产品 */
if ((out % 20) == 0) {
/* 释放 full 信号量后将消费者线程挂起 */
Signal(full);
Wait(full);
}
}
```
这样,就完成了使用信号量来实现生产者和消费者进程之间互斥和同步的任务。
希望我的回答对你有帮助。
阅读全文