父子进程同步:解决苹果-橘子问题的C语言程序实现

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本文档讨论的是如何通过编程实现经典的并发控制问题——苹果-橘子问题,这是一个涉及进程同步和互斥的经典案例,主要涉及到操作系统原理中的并发进程管理和资源访问控制。在这个问题中,有四个相关的进程:父亲、母亲、儿子和女儿,它们各自代表不同的操作,如父亲放置苹果、母亲放置橘子、儿子等待吃橘子、女儿等待吃苹果。问题的关键在于确保任何时候盘子上只有一个水果,并且只有当盘子空时,才能放入新的水果。 在提供的代码片段中,作者使用了C语言来设计结构体来表示事件、盘子状态和人物角色,如`struct event`(事件类型和时间戳)、`struct plate`(盘子标志和链接指针)以及`struct person`(人物类型、标志和链接指针)。`prod`和`cons`是事件队列的头指针,`in`和`out`分别指向盘子的输入和输出链表,`head`指向盘子的头部,`parents`和`children`分别指向父亲和孩子的链表。 `main()`函数是程序的核心,它定义了一些全局变量,如总时间`totaltime`、角色数量、盘子数量、水果总数等。在循环中,根据事件的时间顺序(`prod->t`和`cons->t`),判断是否可以进行水果放置操作。如果盘子未满(`totalitem!=platenum`),则根据当前事件类型(苹果或橘子)和人物角色的标志更新相应角色的状态。如果盘子空闲,就将水果放入盘子并清零标志,否则执行其他任务(`doitem()`)。 代码中的关键部分包括`start()`函数,可能是初始化事件队列和角色状态的函数;`print()`函数用于显示当前系统的状态;`putin()`函数负责将水果放入盘子;`sleep(1)`用于模拟进程间的同步,防止并发竞争。 这个代码实现了一个模拟场景,通过事件驱动的方式控制不同进程之间的交互,确保并发环境下资源的正确分配和使用。通过理解和分析这段代码,学习者可以深入理解并发进程管理、临界区(仅允许一个进程进入的区域)、进程同步和互斥等概念在实际编程中的应用。