操作系统进程同步例题解析

"该文档包含了多个关于操作系统中进程同步的典型例题，涉及信号量的使用，涵盖了多种同步场景，例如司机与售票员的协作、水果盘子问题、单行车道管理、读者写者问题以及过河问题和仓库管理。" 在操作系统中，进程同步是一个关键概念，用于确保多个并发执行的进程能够正确协调它们的执行顺序，以避免数据不一致和资源竞争等问题。这里给出的例题中，主要通过使用信号量这一同步机制来解决这些问题。 1. 司机与售票员的工作流程同步：在这个问题中，信号量S1用于控制司机是否可以启动汽车，初始值为0，表示不允许启动。S2用于控制售票员是否可以开门，初始值也为0，表示不允许开门。司机执行完检查乘客安全的动作后，执行P(S2)尝试开门，售票员完成售票动作后执行P(S1)尝试启动汽车。两者完成任务后，分别执行V操作释放资源，允许对方继续执行。 2. 水果盘子问题：这里需要两个信号量，一个表示盘子里是否有水果（如苹果或橘子），另一个表示是否可以进行放水果或取水果的操作。当盘子里没有水果时，儿子和女儿都应等待；当盘子里有水果时，对应的孩子可以取走并释放信号量，允许其他孩子进行操作。 3. 单行车道管理：这个问题可以通过设置两个信号量来解决，一个表示车道是否有车，一个表示特定方向的车是否可以进入。车辆根据信号量的状态决定是否可以进入或离开车道，保证交通的有序进行。 4. 读者写者问题：这是一个经典的同步问题，需要区分读者和写者的访问权限。使用两个信号量，一个表示当前是否有写者，初始值为0；另一个表示当前正在阅读的读者数量，初始值为0。写者在写入前先检查是否有读者，读者在读取前检查是否有写者，通过P/V操作实现同步。 5. 过河问题：每个桥墩视为一个资源，用信号量表示。当一个人过河时，占用一个桥墩，到达对岸释放。如果对岸有人，那么对岸的人必须等待，防止死锁。 6. 仓库管理：设置两个信号量，一个用于控制产品A，一个用于控制产品B。每次存入产品时，检查库存是否满足条件，然后使用相应的信号量进行同步，确保只有一种产品被存入，并且产品数量之差在N到M之间。 以上例题展示了信号量在不同场景下的应用，帮助理解和掌握进程同步的基本原理和方法。通过这些例子，我们可以深入理解操作系统中如何使用同步机制来避免竞态条件和死锁，确保并发执行的正确性。