桌上有一只盘子,最多可容纳三个水果,每次只能放入一个或取出一个水果。爸爸专向盘子中放苹果(apple),妈妈专向盘子中放橘子,两个儿子专门吃盘中的橘子,两个女儿专门吃盘中的苹果。请用 P、V操作来实现爸爸、妈妈、儿子、女儿之间的同步与互斥关系
时间: 2024-03-17 20:40:00 浏览: 211
利用P、V操作实现进程同步与互斥
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这是一个典型的生产者-消费者问题,可以使用信号量(Semaphore)来实现同步与互斥。
首先,我们定义三个信号量:
```
Semaphore empty = 3; // 盘子中可以放入的水果数量
Semaphore apple = 0; // 盘子中的苹果数量
Semaphore orange = 0; // 盘子中的橘子数量
```
其中,`empty`表示盘子中可以放入的水果数量,初始为3;`apple`表示盘子中的苹果数量,初始为0;`orange`表示盘子中的橘子数量,初始为0。
然后,我们分别定义四个进程:
1. 爸爸进程:
```
while (true) {
P(empty);
// 放入一个苹果
V(apple);
}
```
爸爸进程不断地往盘子中放入苹果,每次放入一个苹果前先要获取`empty`信号量,保证盘子中还有空位可以放入水果;放入一个苹果后,释放`apple`信号量,表示盘子中多了一个苹果。
2. 妈妈进程:
```
while (true) {
P(empty);
// 放入一个橘子
V(orange);
}
```
妈妈进程不断地往盘子中放入橘子,每次放入一个橘子前先要获取`empty`信号量,保证盘子中还有空位可以放入水果;放入一个橘子后,释放`orange`信号量,表示盘子中多了一个橘子。
3. 儿子进程:
```
while (true) {
P(orange);
// 吃掉一个橘子
V(empty);
}
```
儿子进程不断地从盘子中取出橘子吃,每次取出一个橘子前先要获取`orange`信号量,保证盘子中有橘子可以取出;吃完一个橘子后,释放`empty`信号量,表示盘子中又多了一个空位可以放入水果。
4. 女儿进程:
```
while (true) {
P(apple);
// 吃掉一个苹果
V(empty);
}
```
女儿进程不断地从盘子中取出苹果吃,每次取出一个苹果前先要获取`apple`信号量,保证盘子中有苹果可以取出;吃完一个苹果后,释放`empty`信号量,表示盘子中又多了一个空位可以放入水果。
通过这样的方式,爸爸、妈妈、儿子、女儿之间就实现了同步与互斥关系。`empty`信号量保证了盘子中最多只能放入三个水果,防止了爸爸和妈妈同时往盘子中放入水果;`apple`和`orange`信号量分别保证了盘子中有苹果和橘子可以取出,防止了女儿和儿子同时取出同一种水果。
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