系统中有多个生产者进程和消费者进程,共享用一个可以存1000个产品的缓冲区(初始为空),当缓冲区未满时,生产者进程可以放入1件其生产的产品,否则等待;当缓冲区不空时,消费者进程可以取走1件产品,否则等待。要求1个消费者进程从缓冲区连续取出10件产品后,其他消费者进程才可以取产品,请用信号量P,V(或wait()、signal())操作实现进程间的互斥和同步,要求写出完整的过程;并指出所用信号量的含义和初值。
时间: 2024-03-14 13:46:42 浏览: 61
以下是使用信号量 P、V 操作实现进程间互斥和同步的过程:
```
#define N 1000 // 缓冲区大小
#define M 10 // 每个消费者连续取出的产品数量
int buffer[N]; // 缓冲区
int in = 0, out = 0; // 生产者和消费者的指针
int count = 0; // 缓冲区中当前产品数量
sem_t mutex, empty, full; // 信号量
// 初始化信号量
sem_init(&mutex, 0, 1); // 互斥信号量,初值为 1
sem_init(&empty, 0, N); // 空缓冲区信号量,初值为 N
sem_init(&full, 0, 0); // 满缓冲区信号量,初值为 0
// 生产者进程
void producer(void) {
int item;
while (true) {
item = produce_item(); // 生产一个产品
sem_wait(&empty); // 等待空缓冲区
sem_wait(&mutex); // 进入临界区
buffer[in] = item; // 将产品放入缓冲区
in = (in + 1) % N; // 更新生产者指针
count++; // 更新缓冲区产品数量
sem_post(&mutex); // 离开临界区
sem_post(&full); // 发送满缓冲区信号
}
}
// 消费者进程
void consumer(void) {
int item, i;
while (true) {
sem_wait(&full); // 等待满缓冲区
sem_wait(&mutex); // 进入临界区
if (count >= M) { // 判断是否连续取出 M 件产品
for (i = 0; i < M; i++) {
item = buffer[out]; // 取出一个产品
out = (out + 1) % N; // 更新消费者指针
count--; // 更新缓冲区产品数量
}
sem_post(&full); // 发送满缓冲区信号
sem_post(&empty); // 发送空缓冲区信号
} else {
item = buffer[out]; // 取出一个产品
out = (out + 1) % N; // 更新消费者指针
count--; // 更新缓冲区产品数量
sem_post(&mutex); // 离开临界区
sem_post(&empty); // 发送空缓冲区信号
}
consume_item(item); // 消费一个产品
}
}
```
信号量 `mutex` 是互斥信号量,用于保证生产者和消费者进程并发访问缓冲区时的互斥性,初值为 1。信号量 `empty` 是空缓冲区信号量,用于记录缓冲区中空闲位置的数量,初值为缓冲区大小 N。信号量 `full` 是满缓冲区信号量,用于记录缓冲区中已存产品的数量,初值为 0。
在生产者进程中,当缓冲区未满时,生产者进程可以放入一个产品,并更新生产者指针和缓冲区产品数量,并发送满缓冲区信号和空缓冲区信号。在消费者进程中,当缓冲区不空时,消费者进程可以取出一个产品,并更新消费者指针和缓冲区产品数量,并发送空缓冲区信号。当连续取出 M 件产品时,消费者进程会发送满缓冲区信号和空缓冲区信号,以便其他消费者进程可以取产品。
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