操作系统window下三个进程P1、P2、P3使用包含N个单元的缓冲区,P1每次用Produce()生成一个正整数并用put()送入缓冲区的某个空单元;P2每次用getodd()从该缓冲区中取出一个奇数并用countodd()统计奇数个数;P3每次用geteven()从缓冲区中取出偶数并用counteven()统计偶数个数,请用信号量实现三个进程的同步与互斥活动。
时间: 2024-02-19 22:58:30 浏览: 132
这是一个经典的生产者-消费者问题,可以使用信号量来进行同步与互斥。下面是一种基于信号量的解决方案:
首先,定义以下变量:
```
int buffer[N]; // 缓冲区
int in = 0; // 生产者插入位置
int out = 0; // 消费者读取位置
int count = 0; // 缓冲区中元素数量
int count_odd = 0; // 奇数计数器
int count_even = 0; // 偶数计数器
Semaphore mutex = 1; // 互斥信号量
Semaphore empty = N; // 缓冲区空槽数量
Semaphore full = 0; // 缓冲区满槽数量
Semaphore odd_mutex = 1; // 奇数计数器互斥信号量
Semaphore even_mutex = 1; // 偶数计数器互斥信号量
```
其中,`mutex`用于保护临界区(缓冲区的插入和读取操作),`empty`用于表示缓冲区还有多少空槽,`full`用于表示缓冲区有多少满槽,`odd_mutex`和`even_mutex`用于保护奇数和偶数计数器。
接下来,分别定义三个进程的代码:
1. 生产者进程P1:
```
void producer() {
while (true) {
int item = produce();
sem_wait(&empty);
sem_wait(&mutex);
buffer[in] = item;
in = (in + 1) % N;
count++;
sem_post(&mutex);
sem_post(&full);
}
}
```
其中,`produce()`表示生产一个正整数,`sem_wait(&empty)`表示等待空槽(如果缓冲区已满,则阻塞),`sem_wait(&mutex)`表示进入临界区,`sem_post(&mutex)`表示离开临界区,`sem_post(&full)`表示增加满槽数量。
2. 消费者进程P2:
```
void consumer_odd() {
while (true) {
sem_wait(&full);
sem_wait(&mutex);
int item = buffer[out];
out = (out + 1) % N;
count--;
sem_post(&mutex);
sem_post(&empty);
if (item % 2 == 1) {
sem_wait(&odd_mutex);
count_odd++;
sem_post(&odd_mutex);
}
}
}
void consumer_even() {
while (true) {
sem_wait(&full);
sem_wait(&mutex);
int item = buffer[out];
out = (out + 1) % N;
count--;
sem_post(&mutex);
sem_post(&empty);
if (item % 2 == 0) {
sem_wait(&even_mutex);
count_even++;
sem_post(&even_mutex);
}
}
}
```
其中,`sem_wait(&full)`表示等待满槽(如果缓冲区为空,则阻塞),读取缓冲区中的一个元素,将满槽数量减少,如果这个元素是奇数,则增加奇数计数器,如果这个元素是偶数,则增加偶数计数器。
3. 统计器进程P3:
```
void counter() {
while (true) {
// 统计奇数个数
sem_wait(&odd_mutex);
printf("Odd count: %d\n", count_odd);
sem_post(&odd_mutex);
// 统计偶数个数
sem_wait(&even_mutex);
printf("Even count: %d\n", count_even);
sem_post(&even_mutex);
// 等待一段时间
sleep(1);
}
}
```
其中,`sem_wait(&odd_mutex)`和`sem_wait(&even_mutex)`分别用于保护奇数和偶数计数器,统计完奇数和偶数个数后,等待一段时间再重新统计。
最后,在`main()`函数中创建三个进程,并等待它们结束:
```
int main() {
init_semaphore(&mutex, 1);
init_semaphore(&empty, N);
init_semaphore(&full, 0);
init_semaphore(&odd_mutex, 1);
init_semaphore(&even_mutex, 1);
create_thread(&producer);
create_thread(&consumer_odd);
create_thread(&consumer_even);
create_thread(&counter);
join_thread(&producer);
join_thread(&consumer_odd);
join_thread(&consumer_even);
join_thread(&counter);
return 0;
}
```
这样,就完成了对生产者-消费者问题的解决。
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