n 个并发进程共用一个公共变量 Q,写出用信号灯实现n个进程互斥时的程序描述(伪代码), 给出信号灯值的取值范围, 并说明每个取值的物理意义。
时间: 2025-01-04 12:40:37 浏览: 5
为了实现n个并发进程互斥地访问公共变量Q,我们可以使用两个信号灯:一个用于同步(互斥)操作,另一个用于同步完成(结束操作)。假设这两个信号灯分别为mutex(互斥信号灯)和countdown(倒计数信号灯)。信号灯的初始值通常是n,表示资源一开始是可使用的(Q未被占用)。
以下是使用信号灯(Semaphore)的伪代码示例:
```pseudo
semaphore mutex = n; // 初始化互斥信号灯,表示n个进程可以同时访问
semaphore countdown = 0; // 初始化倒计数信号灯,用于通知所有进程任务已完成
process Process_i:
while true:
acquire(mutex); // 尝试获取互斥权
if countdown == 0: // 如果资源已被最后一个进程占用
wait(mutex); // 等待当前进程被唤醒
// 进行共享资源Q的操作...
// ...
// 当任务完成后,将countdown减1
decrement(countdown);
// 醒唤醒下一个进程
signal(mutex); // 释放互斥权,允许后续进程获取
// 检查是否还有其他进程等待,若有则继续循环
// ...
```
信号灯值解释:
1. mutex > 0: 表示有剩余的互斥权限,进程可以尝试获取并进入临界区。
2. mutex = 0: 表示互斥已满,试图获取互斥权的进程会阻塞(进入信号量队列),直到有一个进程释放锁。
3. countdown = 0: 当倒计数变为0时,表示最后一个进程正在处理资源,其他进程需要等待。
4. countdown < 0: 表示资源已经被部分占用,即将结束的任务数,当减至1时,表示任务即将完成。
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