4.某车站售票厅，任何时刻最多可容纳20名购票者进入，当售票厅中少于20名购票者时，则厅外的购票者可立即进入，否则需在外面等待。若把一个购票者看作一个进程，请回答下列问题。 (1)用PV操作管理这些并发进程时，应怎样定义信号量，写出信号量的初值以及信号量各种取值的含义。 (2)根据所定义的信号量，利用PV操作写出能正确并发执行的进程。

(1) 用PV操作管理这些并发进程时，可以定义两个信号量：mutex和tickets。

- mutex：初始值为1，表示售票厅的互斥信号量。当一个购票者进入售票厅时，需要先获取mutex信号量的许可，进入售票厅进行购票，购票完成后再释放mutex信号量的许可，以便其他购票者进入售票厅。
- tickets：初始值为20，表示售票厅的剩余票数。当一个购票者进入售票厅时，需要判断剩余票数是否大于0，如果大于0，则剩余票数减1，购票成功；如果等于0，则需要等待其他购票者购买完成后再进入售票厅。

(2) 根据所定义的信号量，可以写出以下代码来并发执行购票进程：

// 定义信号量
Semaphore mutex = new Semaphore(1); // 互斥信号量
Semaphore tickets = new Semaphore(20); // 剩余票数

// 购票进程
public void purchaseTicket() {
    while (true) {
        // 等待剩余票数信号量的许可
        tickets.acquire();
        
        // 等待互斥信号量的许可
        mutex.acquire();
        
        // 在售票厅内进行购票操作
        System.out.println("进入售票厅购票");
        
        // 释放互斥信号量的许可
        mutex.release();
        
        // 购票完成，释放剩余票数信号量的许可
        tickets.release();
        
        // 离开售票厅
        System.out.println("离开售票厅");
    }
}

该代码中，当购票者进入售票厅时，需要先获取剩余票数信号量的许可，判断当前是否有票可以购买。如果有票，则获取互斥信号量的许可，进入售票厅进行购票操作，购票完成后释放互斥信号量的许可和剩余票数信号量的许可，以便其他购票者进入售票厅。如果没有票