操作系统进程：信号量解决父子共享盘子问题

在操作系统进程的理论中，针对信号量问题的补充练习提供了一个有趣且实际的场景来理解进程同步的概念。这个练习基于单生产者-消费者问题的变体，涉及到两个生产者（父亲和母亲）和两种类型的消费者（儿子和女儿）。主要目标是通过信号量机制确保资源的有效分配和公平使用。 首先，我们需要明确的数据结构包括三个信号量：`dish`、`apple` 和 `banana`。`dish` 信号量代表盘子是否为空，初始值为1，表示盘子开始时有空间容纳一个水果。`apple` 和 `banana` 分别表示盘中苹果和香蕉的数量，初始值都为0，表示没有这两种水果。这三个信号量的关键在于它们的使用，以确保每次只有一个生产者（父亲或母亲）能够将水果放入盘子，同时只有一个对应的消费者（儿子或女儿）能取走水果。 在具体操作中，当父亲或母亲尝试放入水果时，他们需要检查`dish`信号量。如果盘子是满的（`dish`为0），他们就需要等待，直到盘子空出来。当盘子空出并放入香蕉时，`dish`减1，并增加`banana`信号量，这时儿子可以消费，而女儿需要继续等待。类似地，如果放入的是苹果，`apple`信号量会增加，女儿可以吃，儿子等待。 这种例子展示了进程同步的重要性，即防止因并发执行带来的结果不确定性。通过信号量的使用，我们可以确保资源使用的公平性，避免像“机票问题”那样出现同一资源被多次占用的情况，或者像“银行储蓄”和“主存管理问题”中出现的死锁或资源浪费。在这个练习中，关键是要正确设置和管理这些信号量，以便实现并发进程间的适当协调，确保系统正常运作和结果的一致性。控制线程之间的执行顺序和访问资源的权限是解决这些问题的核心，目的是提高系统的可靠性和效率。