两个生产者,生产两种产品,两个消费者分别消费两种产品,一个缓冲区。 桌上有一空盘,最多允许存放一只水果。爸爸、妈妈只向盘中放一个苹果或一个桔子,儿子专等吃盘中的桔子,女儿专等吃苹果。用P、V操作实现爸爸、妈妈、儿子、女儿四个并发进程的同步。
时间: 2023-06-24 18:05:26 浏览: 106
这是一个经典的生产者-消费者问题,可以使用信号量和缓冲区来实现进程同步。
首先定义三个信号量:empty表示空闲的缓冲区数量,full表示已经被生产者放入产品的缓冲区数量,mutex是一个互斥信号量,用于保护缓冲区的操作过程不被其他进程中断。
然后定义一个长度为1的缓冲区,用于存放水果。
父母进程负责生产水果并将其放入缓冲区,使用P(empty)和P(mutex)操作来获取空闲的缓冲区并保护缓冲区,然后将水果放入缓冲区,最后使用V(mutex)和V(full)操作来释放缓冲区并通知消费者有新的水果可供消费。
儿子和女儿进程负责消费水果,使用P(full)和P(mutex)操作来获取已经被生产者放入产品的缓冲区并保护缓冲区,然后判断缓冲区中的水果类型是否是自己想要的,如果是则将水果取出放到盘子里,最后使用V(mutex)和V(empty)操作来释放缓冲区并通知生产者有新的空闲缓冲区可供使用。
具体实现代码如下:
```python
from threading import Semaphore, Thread
empty = Semaphore(1) # 初始信号量为1,表示缓冲区为空
full = Semaphore(0) # 初始信号量为0,表示缓冲区中没有产品可供消费
mutex = Semaphore(1) # 初始信号量为1,表示缓冲区的互斥锁
buffer = None # 缓冲区
def father():
global buffer
while True:
fruit = input("请输入要放入的水果(苹果/桔子):")
if fruit == "苹果":
empty.acquire() # 获取空闲的缓冲区
mutex.acquire() # 保护缓冲区
buffer = "苹果" # 放入苹果
print("爸爸放入了一个苹果")
mutex.release() # 释放缓冲区
full.release() # 通知消费者有新的水果可供消费
elif fruit == "桔子":
empty.acquire() # 获取空闲的缓冲区
mutex.acquire() # 保护缓冲区
buffer = "桔子" # 放入桔子
print("妈妈放入了一个桔子")
mutex.release() # 释放缓冲区
full.release() # 通知消费者有新的水果可供消费
else:
print("请输入正确的水果名称")
def son():
global buffer
while True:
mutex.acquire() # 保护缓冲区
if buffer == "桔子":
buffer = None # 取出桔子
print("儿子吃掉了一个桔子")
mutex.release() # 释放缓冲区
empty.release() # 通知生产者有新的空闲缓冲区可供使用
break
else:
mutex.release() # 释放缓冲区
continue
def daughter():
global buffer
while True:
mutex.acquire() # 保护缓冲区
if buffer == "苹果":
buffer = None # 取出苹果
print("女儿吃掉了一个苹果")
mutex.release() # 释放缓冲区
empty.release() # 通知生产者有新的空闲缓冲区可供使用
break
else:
mutex.release() # 释放缓冲区
continue
if __name__ == '__main__':
t1 = Thread(target=father)
t2 = Thread(target=son)
t3 = Thread(target=daughter)
t1.start()
t2.start()
t3.start()
t1.join()
t2.join()
t3.join()
```
在程序运行时,父母进程会不断地输入要放入的水果,然后将其放入缓冲区,如果缓冲区已满则会阻塞等待。儿子和女儿进程会不断地尝试从缓冲区中获取水果,如果缓冲区为空则会阻塞等待。当儿子或女儿进程成功获取自己想要的水果后,就会将水果放到盘子里,并退出进程。程序会一直运行直到手动停止。
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