m 个并发进程共用一个公共变量 X,写出用信号量实现m个进程互斥时的程序描述(伪代码), 给出信号量值的取值范围, 并说明每个取值的物理意义
时间: 2024-05-19 16:17:19 浏览: 9
以下是用信号量实现m个并发进程互斥的伪代码:
定义信号量mutex,初值为1
定义变量X,初值为共享变量的初始值
进程P[i](1<=i<=m){
P(mutex); //申请互斥资源
//可以执行对变量X的读写操作
V(mutex); //释放互斥资源
}
信号量mutex用于互斥访问共享变量X,初值为1表示临界区没有其他进程占用,可以进入临界区,当一个进程进入临界区时,它就需要申请mutex资源使得mutex的值减1,当值为0时,表示其他进程正在占用临界区资源,当前进程需要等待,此时任何其他进程都不能进入临界区,当当前进程离开临界区,它需要释放mutex资源使得mutex的值加1,此时其他进程就可以进入临界区。
信号量mutex的取值范围为0到1,物理意义如上所述。在任意时刻,mutex的值都只能为0或1,0表示已经有进程占用了临界区资源,1表示可以进入临界区。
相关问题
pythonm 个并发进程共用一个公共变量 X,写出用信号量实现m个进程互斥时的程序描述(伪代码), 给出信号量值的取值范围, 并说明每个取值的物理意义。
下面是使用信号量实现m个进程互斥的伪代码:
```
from multiprocessing import Process, Semaphore
def process_func(sem, x):
sem.acquire() # 申请信号量
# 进程使用变量X进行操作
x += 1
# 操作结束,释放信号量
sem.release()
if __name__ == '__main__':
sem = Semaphore(m) # 信号量的初始值为m
x = 0 # 公共变量X的初始值为0
processes = []
for i in range(m):
p = Process(target=process_func, args=(sem, x))
processes.append(p)
p.start()
for p in processes:
p.join()
```
其中,`Semaphore(m)` 表示创建一个初始值为m的信号量。在进程中,使用 `sem.acquire()` 来申请信号量,如果当前信号量的值为0,则会阻塞等待;使用 `sem.release()` 来释放信号量,增加信号量的值。
信号量的值的取值范围为0到m。当信号量的值为0时,表示当前已经有m个进程在使用公共变量X,其他进程需要等待;当信号量的值为m时,表示当前没有进程在使用公共变量X,其他进程可以申请使用。
每个取值的物理意义如下:
- 0:表示当前已经有m个进程在使用公共变量X,其他进程需要等待。
- 1~m-1:表示当前已经有一部分进程在使用公共变量X,其他进程需要等待。
- m:表示当前没有进程在使用公共变量X,其他进程可以申请使用。
m 个并发进程共用一个公共变量 X,写出用信号量实现m个进程互斥时的程序描述(c语言伪代码), 给出信号量值的取值范围, 并说明每个取值的物理意义。
以下是使用信号量实现m个并发进程互斥的C语言伪代码:
//定义信号量和公共变量X
semaphore mutex = 1;
int X;
//进程P的代码
P() {
wait(mutex); //申请访问X的权限
X = X + 1; //执行临界区操作
signal(mutex); //释放X的访问权限
}
//进程Q的代码
Q() {
wait(mutex); //申请访问X的权限
X = X - 1; //执行临界区操作
signal(mutex); //释放X的访问权限
}
在上述代码中,使用了一个二进制信号量mutex来控制对共享资源X的访问,当这个信号量值为1时,表示可以访问X,而当它的值为0时,表示已经有一个进程在访问X了,其他进程需要等待。
在执行进程P和Q的代码时,首先会执行wait操作,在这个操作中,如果mutex的值为1,则进程可以继续执行访问X的操作,同时将mutex的值设为0,表示X已被占用。在完成访问X的临界区操作后,进程会执行signal操作,将mutex的值重新设回1,表示X现在可以被其他进程访问。
信号量值的取值范围是0和1,表示是否可以访问共享资源X。当mutex的值为1时,可以访问X;当mutex的值为0时,需要等待。
物理意义是,将mutex设为1时,表示X可以被一个进程访问,而将其设为0时,表示其他进程需要等待,直到X被释放并且mutex重新变为1时才能继续访问。这样,就可以保证同一时刻只有一个进程在访问X,实现了进程间的互斥。
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