假设把学生和监考老师都看作进程,学生有 N 人,教师1人。考场门口每次只能进出一个人,进考场的原则是先来先进。当几个学生都进入考场后,教师才发卷子。学生交卷后即可离开考场,而教师要等收上来全部巷子并封装后才能离开考场。用 P , V 操作写一下其中互斥关系。

假设进入考场的学生进程为S1,S2,...,SN，监考老师进程为T。

互斥关系如下：

进入考场：

P(empty) // 等待队列为空时才能进入考场
P(mutex) // 申请访问临界区，锁住门
// 进入考场
V(mutex) // 退出临界区
V(full) // 有人进入考场，等待队列不为空

发卷子：

P(full) // 等待队列不为空才能发卷子
P(mutex) // 申请访问临界区，锁住门
// 发卷子
V(mutex) // 退出临界区
V(exam) // 有卷子发放，等待队列不为空

交卷：

P(exam) // 有卷子发放才能交卷
P(mutex) // 申请访问临界区，锁住门
// 交卷
V(mutex) // 退出临界区
V(empty) // 有人交卷，等待队列有空位

监考老师离开：

P(empty) // 等待队列为空才能离开考场
P(mutex) // 申请访问临界区，锁住门
// 离开考场
V(mutex) // 退出临界区

相关问题

假设把学生和监考教师都看作进程，学生有N人，教师1人。考场门口每次只能进出一个人，进考场的原则是先来先进。当N个学生都进入了考场后，教师才能发卷子。（N取10） 要求：在主线程中创建子线程分别模拟教师和学生的活动过程，实现两者的同步

可以使用互斥锁和条件变量来实现学生和教师的同步。

主线程中创建两个线程，一个线程模拟教师的活动过程，另一个线程模拟学生的活动过程。在学生进入考场时，需要获取互斥锁，判断当前考场人数是否已经达到N人，如果未达到，则释放互斥锁并等待条件变量。当考场人数达到N人时，教师线程会发卷子，此时会发送条件变量的信号，唤醒等待条件变量的学生线程继续执行。

下面是一个简单的示例代码：

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <pthread.h>

#define N 10

pthread_mutex_t mutex = PTHREAD_MUTEX_INITIALIZER;
pthread_cond_t cond = PTHREAD_COND_INITIALIZER;
int count = 0;

void *teacher_func(void *arg)
{
    printf("Teacher is waiting for students\n");
    pthread_mutex_lock(&mutex);

    while (count < N)
    {
        pthread_cond_wait(&cond, &mutex);
    }

    printf("Teacher is giving papers\n");
    pthread_mutex_unlock(&mutex);
    return NULL;
}

void *student_func(void *arg)
{
    int id = *(int *)arg;
    printf("Student %d is waiting outside the exam room\n", id);
    pthread_mutex_lock(&mutex);

    while (count >= N)
    {
        pthread_cond_wait(&cond, &mutex);
    }

    printf("Student %d is entering the exam room\n", id);
    count++;

    if (count == N)
    {
        printf("All students have entered the exam room, teacher is giving papers\n");
        pthread_cond_signal(&cond);
    }

    pthread_mutex_unlock(&mutex);
    return NULL;
}

int main()
{
    pthread_t teacher_tid, student_tid[N];
    int i, id[N];

    pthread_create(&teacher_tid, NULL, teacher_func, NULL);

    for (i = 0; i < N; i++)
    {
        id[i] = i + 1;
        pthread_create(&student_tid[i], NULL, student_func, &id[i]);
    }

    pthread_join(teacher_tid, NULL);

    for (i = 0; i < N; i++)
    {
        pthread_join(student_tid[i], NULL);
    }

    pthread_mutex_destroy(&mutex);
    pthread_cond_destroy(&cond);
    return 0;
}

在上面的示例代码中，我们使用了pthread_mutex_lock和pthread_mutex_unlock函数来获取和释放互斥锁，使用pthread_cond_wait和pthread_cond_signal函数来等待和发送条件变量的信号。在教师线程中，我们使用while循环来等待考场人数达到N人，同时在学生线程中，我们使用while循环来等待考场人数未达到N人。当考场人数达到N人时，教师线程会发送条件变量的信号，唤醒等待条件变量的学生线程继续执行。最后，我们使用pthread_join函数等待线程结束，使用pthread_mutex_destroy和pthread_cond_destroy函数销毁互斥锁和条件变量。

假设把学生和监考老师都看作进程,学生有 N 人,教师1人。考场门口每次只能进出一个人,进考场的原则是先来先进。当几个学生都进入考场后,教师才发卷子。学生交卷后即可离开考场,而教师要等收上来全部巷子并封装后才能离开考场。用 P , V 操作写一下其中同步关系。

考场门口可以看作一个信号量(mutex)，初值为1，表示只有一个进程可以进入考场门口。每个学生进入考场前需要执行 P(mutex)，离开考场后执行 V(mutex)；每个学生进入考场后需要执行 P(student)，表示学生进入考场数量加1，离开考场后执行 V(student)，表示学生离开考场数量减1；教师在发卷前需要执行 P(mutex)和P(student)，表示需要等待所有学生进入考场后才能发卷；教师在收卷后需要执行 V(mutex)和V(student)，表示可以离开考场，并且让其他学生进入考场。具体实现如下：

mutex = 1; // 初值为1，表示只有一个进程可以进入考场门口
student = 0; // 初值为0，表示考场内没有学生

// 学生进入考场
P(mutex);
P(student);
// 进入考场
V(student);
V(mutex);

// 学生离开考场
P(mutex);
P(student);
// 离开考场
V(student);
V(mutex);

// 教师发卷
P(mutex);
P(student);
// 发卷
V(student);
V(mutex);

// 教师收卷
P(mutex);
P(student);
// 收卷
V(student);
V(mutex);