Linux下进程同步实验：解决理发店问题与并发进程通信

本次实验是关于山大学习者在操作系统方面的第五次实践，主题是进程同步与并发控制，特别是针对经典的"理发店问题"进行深入研究和实现。实验者张咪属于软件四班，目标是通过实际操作和分析，深化理解非对称性互斥操作的解决策略，以及进程饥饿现象的原因、表现及其防治方法。 实验的核心问题是模拟一个理发店场景，其中涉及多个并发进程，包括顾客、理发师和现金登记册。关键的并发控制机制包括： 1. 互斥访问：使用互斥信号量（mutex）`mutext`确保顾客进程在修改`count`变量时不会发生冲突，保持数据一致性。 2. 顾客流程：当`count`大于20时，顾客不进入；否则，他们遵循一个排队过程：首先申请进入等候室（room信号量），然后等待坐沙发（sofa信号量），最后才申请理发椅子。理发师优先服务等待时间最长的顾客。 3. 理发师工作：通过`empty`和`full`信号量管理理发师的工作状态，只有当理发椅空闲时，顾客才能坐上去，而理发师在有顾客时才能开始理发。理发完成后，使用`finish`信号量通知顾客。 4. 支付过程：顾客理完发后需要支付，理发师也需要等待顾客付费。这一环节通过`paymen`t信号量实现。 进程饥饿现象：实验中可能会遇到顾客或理发师长时间无法得到服务的情况，即进程饥饿。这通常是由于资源分配不当或调度策略导致的。本实验要求解决并发进程中可能出现的饥饿问题，可能的方法包括优化调度算法，确保资源公平分配。 进程通信与消息传递：实验通过Linux的IPC（进程间通信）机制来处理顾客和理发师之间的交互，如使用信号量来传递状态信息，体现了进程间的协调与合作。在这个过程中，参与者可以加深对进程间消息传递的理解，如信号量的使用和同步机制。 整个实验不仅考察了学生的编程技巧，更侧重于操作系统理论的实际应用和问题解决能力。通过对这个复杂问题的模拟，参与者能更好地掌握并发控制、死锁避免和资源管理等方面的知识。实验报告应包含实验过程中的观察、问题分析、解决方案以及对所学概念的新理解。