操作系统复习题解：进程同步与理发店问题

"这份资料是关于操作系统复习题的答案，涵盖了进程同步的相关问题，包括经典的理发店问题的解决方案。" 在操作系统中，进程同步是确保多个并发进程按照特定顺序执行的关键机制。在题目中，有两个主要的知识点被提及： 1. **进程同步1**： 这部分涉及的是两个并发执行的进程P1和P2之间的同步问题。为了确保P1的代码段S1执行完毕后，P2的代码段S2才能开始，我们可以使用信号量机制。声明一个信号量`synch`，其初始值为0。在P1的代码中，S1执行完毕后调用`wait(synch)`，这会使P1进入等待状态，直到信号量值变为非负。在P2的代码中，S2之前调用`signal(synch)`，增加信号量值并唤醒等待的进程。这样就实现了P1和P2的同步执行。 2. **进程同步2 - 理发店问题**： 这是一个典型的多进程同步问题，涉及到理发师、顾客和理发椅资源的管理。问题中有n个椅子和1个理发椅。顾客、椅子和理发椅之间的同步关系通过以下信号量表示： - `chair`：表示等待室的椅子数量，初始值为n。 - `barber_chair`：表示理发椅是否被占用，是一个二元信号量，初始值为1（表示空闲）。 - `hair_cut`：表示是否正在进行理发，也是一个二元信号量，初始值为0（表示未开始）。 顾客进程`customer`需要在有空椅子时才能进入等待室，并且当理发椅空闲时才能开始理发。理发师进程`barber`在被顾客唤醒后，需要给顾客理发，然后再次进入等待状态。 顾客进程伪代码可能如下： ``` customer{ while (true) { wait(chair); // 等待空椅子 enter_waiting_room(); // 进入等待室 signal(hair_cut); // 表示开始理发 wait(barber_chair); // 等待理发椅空闲 sit_on_chair(); // 坐到椅子上 barber.wake_up(); // 唤醒理发师 wait(hair_cut); // 等待理发完成 leave_chair(); // 起身离开椅子 signal(chair); // 释放椅子 } } ``` 理发师进程伪代码可能如下： ``` barber{ while (true) { sleep(); // 睡觉 wait(hair_cut); // 等待开始理发信号 cut_hair(customer); // 给顾客理发 signal(barber_chair); // 理发完成，释放理发椅 signal(customer_wake); // 通知下一个顾客 } } ``` 通过这些信号量和进程结构，我们可以确保理发店问题中的并发行为正确无误，避免了资源竞争和死锁等问题。这是操作系统中多进程同步的经典实例，展示了如何使用信号量机制解决实际问题。