PV操作解决读者写者问题与水果分配同步

"读者写者问题-操作系统PV操作-补充题" 读者写者问题是操作系统中经典的并发控制问题，它涉及到两个并发进程——读者和写者，共同访问同一组数据。问题的关键在于维护数据的一致性和并发访问的正确性，确保多个读者可以同时读取数据，但不允许同时有读者和写者操作，且写者在写入时也不能有其他进程同时进行。 在PV操作（P：P操作，V：V操作）中，信号量是一个核心工具。信号量的物理含义是表示某个资源的数量。当S>0，表示有可用资源；S=0，表示没有资源；S<0，表示有等待进程。P操作用于申请资源，当信号量大于0时会减少1，否则进程会被阻塞；V操作用于释放资源，增加信号量的值。 对于上述的补充题，我们分别考虑两个场景： 1. 一个盘子，只允许放置一个水果，爸爸、儿子和女儿之间的同步： - 使用两个信号量so和sa分别表示桔子和苹果的数量，初始值分别为0和1（代表一个空盘子）。 - 爸爸的进程在放入水果后，根据水果类型（桔子或苹果）更新相应的信号量（V操作），然后释放盘子资源（P(s)）。 - 儿子和女儿的进程在取水果前先检查相应信号量（P操作），获取资源后吃掉水果，再释放盘子资源（V(s)）。 2. 多个水果和互斥访问的场景： - 除了so和sa，增加一个互斥信号量mutex用于控制对盘子的操作互斥，初始化值为1。 - 爸爸和妈妈分别负责放苹果和桔子，他们首先检查盘子是否为空（P(empty)），并获取互斥锁（P(mutex)）。 - 放完水果后，释放空闲位置（V(empty)）和互斥锁（V(mutex)）。 - 孩子们同样遵循类似的逻辑，先检查水果数量，然后获取水果并释放资源。 总结，PV操作通过信号量的增减实现了进程间的同步和互斥，但在实际应用中需要谨慎设计和使用，以避免出现死锁等问题。在处理多进程并发问题时，理解信号量的工作原理和操作规则至关重要。