系统中有多个生产者和消费者,共享一个可以存放1000个产品的缓冲区,当缓冲区未满时,生产者可以放入一件产品,缓冲区不空时,消费者可以从缓冲区取产品,否则等待。要求消费者从缓冲区连续取走10件产品后,其他消费者才可以再取产品。试用信号量(或/和锁)机制描述生产者和消费者之间的同步关系。文字描述
时间: 2024-03-04 17:51:09 浏览: 30
该系统中有多个生产者和消费者,它们共享一个可以存放1000个产品的缓冲区。当缓冲区未满时,生产者可以放入一件产品,而缓冲区不为空时,消费者可以从缓冲区取出一件产品。如果缓冲区已满,生产者必须等待;如果缓冲区为空,消费者必须等待。
同时,要求消费者从缓冲区连续取走10件产品后,其他消费者才可以再取产品。也就是说,同一时刻只能有一个消费者从缓冲区中取出产品,其他消费者必须等待。
为了实现这个同步关系,可以使用以下信号量:
1. 空闲空间计数信号量(space_count):用于表示缓冲区中还有多少个空闲的位置,即缓冲区的容量减去已经被占用的位置数。当一个生产者要向缓冲区中放置产品时,它必须先获得该信号量,如果该信号量为0,则表示缓冲区已满,生产者必须等待。
2. 产品计数信号量(product_count):用于表示缓冲区中已经有多少个产品可以被消费者取出。当一个消费者要从缓冲区中取出产品时,它必须先获得该信号量,如果该信号量为0,则表示缓冲区为空,消费者必须等待。
3. 互斥锁(buffer_mutex):用于保护缓冲区的访问,以防止多个线程同时修改缓冲区的内容。
当生产者要向缓冲区中放置产品时,它必须先获取空闲空间计数信号量,如果缓冲区已满,则必须等待。一旦获得了空闲空间计数信号量,生产者就可以向缓冲区中放置产品,并相应地增加产品计数信号量。
当消费者要从缓冲区中取出产品时,它必须先获取产品计数信号量,如果缓冲区为空,则必须等待。一旦获得了产品计数信号量,消费者就可以从缓冲区中取出产品,并相应地减少产品计数信号量。同时,消费者还必须获取互斥锁,以防止多个消费者同时修改缓冲区的内容。如果已经取出了10个产品,则消费者必须释放互斥锁,并等待一段时间,以模拟其他消费者需要等待的情况。
在这个同步关系中,空闲空间计数信号量和产品计数信号量用于控制生产者和消费者访问缓冲区的次数,以保证缓冲区不会被填满或者被取空。互斥锁用于保护缓冲区的访问,以防止多个线程同时修改缓冲区的内容。同时,消费者还需要等待一段时间,以模拟其他消费者需要等待的情况,从而保证同一时刻只有一个消费者从缓冲区中取出产品。
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