问题背景
假设有四个人:父亲、母亲、女儿、儿子,和一个空盘子,里面最多放一个水果。
父亲每次向盘子中放一个苹果,女儿只会吃苹果。
母亲每次向盘子中放一个橘子,儿子只会吃橘子。
这个问题可以被抽象为放水果事件和拿水果事件,用信号量 plate
来表示,当 plate = 1
时,表示盘子可以放一个水果;plate = 0
表示盘子不能放水果。信号量 apple
和 orange
表示盘子中苹果和橘子的数量。
同步与互斥关系
该问题中,有 3 对同步关系:
(1)向盘子中放入水果。需要先拿走盘子中的水果,才能放入。
(2)拿走盘子中的苹果。需要先放入苹果,才能拿走。
(3)拿走盘子中的橘子。需要先放入橘子,才能拿走。
同步:在前事件发生后进行
V
操作,后事件发生前进行P
操作。
有 1 对互斥关系:
四个人不管是拿水果还是同一时间必须只能有 1 人进行操作。对盘子的互斥访问,用互斥信号量 mutex
实现。
互斥:在访问临界区之前进行
P
操作,访问之后进行V
操作。
特殊的是,该问题中缓冲区大小为 1,因此可以不需要互斥信号量 mutex
;而如果缓冲区大小大于 1,就必须要互斥信号量 mutex
。