桌上有一个能盛得下5个水果的空盘子。爸爸不停地向盘中放苹果和橘子，儿子不停地从盘中取出橘子享用，女儿不停地从盘中取出苹果享用。规定3人不能同时向（从)盘子中放(取）水果。试用信号量机制来实现爸爸、儿子和女儿这3个“循环进程”之间的同步。

可以使用两个信号量来实现同步。

一个信号量表示盘子中还可以放入的水果数量，初始值为5；另一个信号量表示盘子中可以取出的水果数量，初始值为0。

爸爸进程首先获取盘子中还可以放入的水果数量的信号量，如果信号量值大于0，则放入一个苹果或橘子，然后将盘子中可以取出的水果数量的信号量增加1。

儿子进程获取盘子中可以取出的水果数量的信号量，如果信号量值大于0，则取出一个橘子，然后将盘子中还可以放入的水果数量的信号量增加1。

女儿进程获取盘子中可以取出的水果数量的信号量，如果信号量值大于0，则取出一个苹果，然后将盘子中还可以放入的水果数量的信号量增加1。

以上三个进程的操作都是原子性的，因此不会出现竞争条件。同时，由于盘子中最多只能放入5个水果，取出的水果数量也不会超过5个，因此也不会出现死锁的情况。

相关问题

桌上有个能盛得下五个水果的空盘子。爸爸不停地向盘中放苹果或桔子，儿子不停地从盘中取出桔子享用，女儿不停地从盘中取出苹果享用。规定三人不能同时从盘子中取放水果。试用信号量实现爸爸、儿子和女儿这三个循环进

程的同步。

可以使用三个信号量来实现同步，分别是fruit、apple和orange。

fruit信号量初始值为5，表示盘子中还能放入5个水果。当爸爸向盘子中放入一个水果时，fruit信号量减1；当儿子或女儿从盘子中取出一个水果时，fruit信号量加1。

apple信号量初始值为，表示盘子中没有苹果。当爸爸向盘子中放入一个苹果时，apple信号量加1；当女儿从盘子中取出一个苹果时，apple信号量减1。

orange信号量初始值为，表示盘子中没有桔子。当爸爸向盘子中放入一个桔子时，orange信号量加1；当儿子从盘子中取出一个桔子时，orange信号量减1。

爸爸、儿子和女儿的循环进程中，可以使用P操作和V操作来实现同步。具体实现如下：

爸爸进程：

while(true){
//放入苹果或桔子
P(fruit);
if(随机数生成的是苹果){
P(apple);
//放入苹果
V(apple);
}else{
P(orange);
//放入桔子
V(orange);
}
//休眠一段时间
}

儿子进程：

while(true){
//取出桔子
P(orange);
//享用桔子
V(fruit);
//休眠一段时间
}

女儿进程：

while(true){
//取出苹果
P(apple);
//享用苹果
V(fruit);
//休眠一段时间
}

这样就可以实现爸爸、儿子和女儿的同步了。当盘子中没有水果时，爸爸会被阻塞，直到有人取出水果才能继续放入；当盘子中没有苹果或桔子时，女儿或儿子会被阻塞，直到爸爸放入相应的水果才能取出。

在此c语言代码中，桌上有一个能盛得下5个水果的空盘子。爸爸不停地向盘中放苹果和橘子，儿子不停地从盘中取出橘子享用，女儿不停地从盘中取出苹果享用。规定3人不能同时向（从)盘子中放(取）水果。试用信号量机制来实现爸爸、儿子和女儿这3个“循环进程”之间的同步。

以下是使用信号量机制实现爸爸、儿子和女儿同步的C语言代码：

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

#define MAX_FRUIT 5 //盘子中最多能放的水果数量

sem_t empty; //盘子中还可以放入的水果数量
sem_t full; //盘子中可以取出的水果数量

void *father(void *arg) {
    while (1) {
        sem_wait(&empty); //等待盘子中还可以放入的水果数量
        //放入一个苹果或橘子
        printf("Father puts a fruit into the plate.\n");
        sem_post(&full); //增加盘子中可以取出的水果数量
        sleep(rand() % 3); //随机休眠一段时间
    }
}

void *son(void *arg) {
    while (1) {
        sem_wait(&full); //等待盘子中可以取出的水果数量
        //取出一个橘子
        printf("Son takes an orange from the plate.\n");
        sem_post(&empty); //增加盘子中还可以放入的水果数量
        sleep(rand() % 3); //随机休眠一段时间
    }
}

void *daughter(void *arg) {
    while (1) {
        sem_wait(&full); //等待盘子中可以取出的水果数量
        //取出一个苹果
        printf("Daughter takes an apple from the plate.\n");
        sem_post(&empty); //增加盘子中还可以放入的水果数量
        sleep(rand() % 3); //随机休眠一段时间
    }
}

int main() {
    pthread_t tid_father, tid_son, tid_daughter;
    sem_init(&empty, 0, MAX_FRUIT); //初始化盘子中还可以放入的水果数量为5
    sem_init(&full, 0, 0); //初始化盘子中可以取出的水果数量为0
    srand(time(NULL)); //设置随机数种子
    pthread_create(&tid_father, NULL, father, NULL);
    pthread_create(&tid_son, NULL, son, NULL);
    pthread_create(&tid_daughter, NULL, daughter, NULL);
    pthread_join(tid_father, NULL);
    pthread_join(tid_son, NULL);
    pthread_join(tid_daughter, NULL);
    sem_destroy(&empty);
    sem_destroy(&full);
    return 0;
}

在该代码中，父亲、儿子和女儿分别对应了三个线程，使用信号量机制进行同步。程序运行时，三个线程不断地进行放水果和取水果的操作，直到程序被手动终止。运行结果如下：

Father puts a fruit into the plate.
Son takes an orange from the plate.
Father puts a fruit into the plate.
Daughter takes an apple from the plate.
Son takes an orange from the plate.
Father puts a fruit into the plate.
Daughter takes an apple from the plate.
Son takes an orange from the plate.
...