有三个并发进程p1,p2和p3,共享一个缓冲器buffer。buffer中每次只能存放一个数。进程p1每次产生一个随机数r,将其存入buffer中。若存放到buffer中的数是整十数,则由进程p2将其
时间: 2023-05-31 21:17:51 浏览: 547
### 回答1:
取出并打印出来;否则由进程p3将其取出并打印出来。请问如何实现这个过程?
可以使用信号量来实现进程间的同步和互斥。定义两个信号量empty和full,分别表示buffer是否为空和是否已满。初始时empty为1,full为。定义一个互斥信号量mutex,初始值为1,用于保证同时只有一个进程能够访问buffer。
进程p1的代码如下:
```
while (true) {
int r = generate_random_number();
sem_wait(empty);
sem_wait(mutex);
buffer = r;
sem_post(mutex);
if (r % 10 == ) {
sem_post(full2);
} else {
sem_post(full3);
}
}
```
进程p2的代码如下:
```
while (true) {
sem_wait(full2);
sem_wait(mutex);
int r = buffer;
buffer = ;
sem_post(mutex);
sem_post(empty);
printf("%d\n", r);
}
```
进程p3的代码如下:
```
while (true) {
sem_wait(full3);
sem_wait(mutex);
int r = buffer;
buffer = ;
sem_post(mutex);
sem_post(empty);
printf("%d\n", r);
}
```
### 回答2:
首先,我们需要明确什么是进程和缓冲器。进程是正在执行的程序,是计算机任务调度的基本单位。缓冲器是一种存储数据的临时区域,用于解决输入和输出速度不匹配的问题。
在这个问题中,我们有三个并发进程p1、p2和p3,它们共享一个缓冲器buffer。p1的任务是每次产生一个随机数r,将其存入buffer中。如果存放到buffer中的数是整十数,那么进程p2将其取出。进程p3则是在p1没有产生新的数时等待。
那么如何实现这个过程呢?我们可以使用信号量来进行进程间的同步。对于进程p1,每次产生一个随机数之后,需要通过信号量保护buffer的操作,即进入临界区。如果buffer中已经有了一个数,则p1需要等待p2将其取出。如果buffer中还没有数,则p1能够直接存放到buffer中。
对于进程p2,它需要通过信号量来保护对buffer的读取操作,同样需要进入临界区。如果buffer中没有整十数,p2需要等待p1产生一个整十数。如果buffer中有整十数,则p2可以直接取出并进行处理。
对于进程p3,它需要等待p1的信号,也需要进入临界区。如果p1已经结束,p3需要通过信号量来通知p2结束。如果p1还在运行,p3需要等待下一次信号。
综上所述,这个并发进程问题需要使用信号量来进行同步。面对这个问题,我们需要熟悉信号量、缓冲器和进程之间的关系,进而设计并发进程的方案。
### 回答3:
进程p3从buffer中读取数据,并对读取到的数加上1后输出。如果buffer为空,则p1必须等待p2读取后才能继续写入,而p2则必须等待p1写入后才能读取。
这种并发模型就是生产者消费者问题,其中p1是生产者,p2和p3是消费者。要解决生产者消费者问题,有多种经典算法可以使用,例如信号量、管程、条件变量等。
在这个问题中,最重要的是保证同时只有一个进程可以访问buffer。可以使用互斥锁来实现这一点,保证每个进程在访问buffer时都必须先获取锁,操作完后再释放锁。
同时,要确保p2只读取整十数,可以使用条件变量来实现。p1在写入buffer后,通过条件变量通知p2来读取数据,如果p2发现读取的数不是整十数,就通过条件变量通知p1继续写入。
最后,p3读取数据后必须先加1再输出,这可以通过一个简单的计算来实现。
综上所述,可以使用如下的伪代码来解决这个问题:
```
mutex buffer_lock;
condition_variable cv_p1, cv_p2;
int buffer;
void p1() {
while (true) {
int r = generate_random_number();
unique_lock<mutex> lck(buffer_lock);
while (buffer != -1) {
cv_p1.wait(lck);
}
buffer = r;
cout << "p1 produces " << r << endl;
if (r % 10 == 0) {
cv_p2.notify_one();
}
lck.unlock();
}
}
void p2() {
while (true) {
unique_lock<mutex> lck(buffer_lock);
while (buffer == -1 || buffer % 10 != 0) {
cv_p2.wait(lck);
}
cout << "p2 consumes " << buffer << endl;
buffer = -1;
cv_p1.notify_one();
lck.unlock();
}
}
void p3() {
while (true) {
unique_lock<mutex> lck(buffer_lock);
while (buffer == -1) {
cv_p1.wait(lck);
}
int num = buffer + 1;
cout << "p3 reads " << buffer << ", adds 1, and outputs " << num << endl;
buffer = num;
cv_p2.notify_one();
lck.unlock();
}
}
```
在该算法中,p1不断生成随机数,并将其写入buffer中。如果生成的随机数是整十数,则唤醒p2来读取数据。如果buffer不为空,则p1必须等待p2读取后才能继续写入。
p2不断读取buffer中的数据,并判断其是否为整十数。如果不是,则唤醒p1继续写入数据。如果读取到的数据是整十数,则输出并清空buffer,等待p1继续写入。
p3不断读取buffer中的数据,并对读取到的数加1后输出。如果buffer为空,则必须等待p1写入后才能读取。每次操作完成后,要唤醒p2来读取数据。
通过使用互斥锁和条件变量,我们可以很好地解决这个生产者消费者问题。在实际开发中,也可以使用更高级的并发工具,例如Java的BlockingQueue和C++的concurrent_queue,来更方便地实现类似的问题。
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