生产者消费者问题

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<aside> ❓

能否改变相邻 P、V 操作的顺序？

P 操作的顺序不能交换，否则发生死锁；V 操作的顺序可以交换

实现互斥的P操作一定要在实现同步的P操作之后，否则可能引起“死锁”

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<aside> 💡

使用产品操作不要放在临界区中，加锁的粒度尽量小

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多生产者多消费者

桌子上有一只盘子，每次只能向其中放入一个水果。爸爸专向盘子中放苹果，妈妈专向盘子中放橘子，儿子专等着吃盘子中的橘子，女儿专等着吃盘子中的苹果。只有盘子空时，爸爸或妈妈才可向盘子中放一个水果。仅当盘子中有自己需要的水果时，儿子或女儿可以从盘子中取出水果。

  1. 找出同步、互斥关系

    互斥关系： 对缓冲区（盘子）的访问要互斥地进行 同步关系（一前一后）： 1.父亲将苹果放入盘子后，女儿才能取苹果 2.母亲将橘子放入盘子后，儿子才能取橘子 3.只有盘子为空时，父亲或母亲才能放入水果

  2. 尝试优化：无需互斥信号量 mutex 也可以

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<aside> ❓

如果如果盘子容量为 2，还能取消掉 mutex 信号量吗？

不能，可能会出现两个生产者同时写入，覆盖对方的数据的情况

结论：如果缓冲区大小大于 1，就必须专门设置一个互斥信号量 mutex 来保证树池访问缓冲区

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吸烟者问题

假设一个系统有三个抽烟者进程和一个供应者进程。每个抽烟者不停地卷烟并抽掉它，但是要卷起并抽掉一支烟，抽烟者需要有三种材料：烟草、纸和胶水。三个抽烟者中，第一个拥有烟草、第二个拥有纸、第三个拥有胶水。供应者进程无限地提供三种材料，供应者每次将两种材料放桌子上，拥有剩下那种材料的抽烟者卷一根烟并抽掉它，并给供应者进程一个信号告诉完成了，供应者就会放另外两种材料再桌上，这个过程一直重复（让三个抽烟者轮流地抽烟）

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<aside> ❓

如何实现轮流的需求？

通过代码中专门的变量 i 来实现

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读者写者问题

有读者和写者两组并发进程，共享一个文件，当两个或两个以上的读进程同时访问共享数据时不会产生副作用，但若某个写进程和其他进程（读进程或写进程）同时访问共享数据时则可能导致数据不一致的错误。因此要求：①允许多个读者可以同时对文件执行读操作；②只允许一个写者往文件中写信息；③任一写者在完成写操作之前不允许其他读者或写者工作；④写者执行写操作前，应让己有的读者和写者全部退出

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如何实现读写公平算法？

semaphore rw = 1;    // 用于实现对共享文件的互斥访问
int count = 0;       // 记录当前有几个读进程在访问文件
semaphore mutex = 1; // 用于保证对 count 变量的互斥访问
semaphore w = 1;     // 用于实现“写优先”

writer() {
    while (1) {
        P(w);
        P(rw);
        // 写文件...
        V(rw);
        V(w);
    }
}

reader() {
    while (1) {
        P(w);
        P(mutex);
        if (count == 0)
            P(rw);
        count++;
        V(mutex);
        V(w);
        // 读文件...
        P(mutex);
        count--;
        if (count == 0)
            V(rw);
        V(mutex);
    }
}

分析以下并发执行 P(w) 的情况：