AND信号灯和信号灯集-----同步和互斥解决面向对象(两)
AND信号
互斥的上述处理，它是针对仅在进程之间共享的一个关键资源方面。在一些应用。这是一个过程，需要在为了自己的使命后，获得两个或多个其他共享资源运行。
个进程A和B。他们都要求訪问共享数据D和E。
当然，共享数据都应作为临界资源。为此。可为这两个数据分别设置用于相互排斥的信号量Dmutex和Emutex，并令它们的初值都是1;
AND同步机制的基本思想是：将进程在整个执行过程中须要的所有资源，一次性所有地分配给进程，待进程使用完后再一起释放。仅仅要尚有一个资源未能分配给进程。其他所有可能为之分配的资源也不分配给它。亦即，对若干个临界资源的分配，採取原子操作方式：要么把它所请求的资源所有分配到进程，要么一个也不分配。
由死锁理论可知，这样就可避免上述死锁情况的发生。为此。在wait操作中。添加了一个“AND”条件，故称为AND同步，或称为同一时候wait操作。
伪代码：例如以下：
Swait(S1。S2，…。Sn)
if Si>=1 and … and Sn>=1 then
for i:=1 to n do
Si:=Si-1。
endfor
else
place the process in the waiting queue associated with the first Si found with Si<1，and set the program count of this process to the beginning of Swait operation
endif
Ssignal(S1，S2。…，Sn)
for i:=1 to n do
Si:=Si+1。
Remove all the process waiting in the queue associated with Si into the ready queue.
endfor。
Java代码：
package org.hao.andpv;
import java.util.ArrayList;
import java.util.List;
import java.util.concurrent.BlockingQueue;
import java.util.concurrent.LinkedBlockingQueue;
public class AndPV {
private int[] semaphores;//信号量数组
private List<BlockingQueue<Thread>> queueList=new ArrayList<BlockingQueue<Thread>>();
//每一个信号量相应的堵塞队列
public AndPV(int[] semaphores) {//设置信号量初值，初始化
this.semaphores=semaphores;
for(int i=0;i<semaphores.length;i++){
queueList.add(new LinkedBlockingQueue<Thread>());
}
}
public synchronized void p(Thread t) {//p原语
int semaphoreIndex=0;
for(;semaphoreIndex<semaphores.length;semaphoreIndex++){//推断每一个条件是否都满足
if(semaphores[semaphoreIndex]<1){//第semaphoreIndex个条件不满足
break;
}
}
if(semaphoreIndex<semaphores.length-1){//条件不满足时
queueList.get(semaphoreIndex).add(t);//加入到堵塞队列
try {
synchronized(t){
t.wait();//线程堵塞
}
} catch (Exception e) {
}
}else{
for(semaphoreIndex=0;semaphoreIndex<semaphores.length;semaphoreIndex++){
semaphores[semaphoreIndex]--;//条件满足时。可用资源都减一
}
}
}
public synchronized void v(){ //v原语
for(int semaphoreIndex=0;semaphoreIndex<semaphores.length;semaphoreIndex++){
semaphores[semaphoreIndex]++;//进程执行完，可用资源都增一
if(semaphores[semaphoreIndex]>=0){//第semaphoreIndex类有可用资源
Thread t=queueList.get(semaphoreIndex).poll();
synchronized(t){
t.notify();
p(t);//推断其它条件是否满足
}
}
}
}
}
信号量集
在记录型信号量机制中。wait(S)或signal(S)操作仅能对信号量施以加1或减1操作。意味着每次仅仅能获得或释放一个单位的临界资源。而当一次须要N个某类临界资源时，便要进行N次wait(S)操作。显然这是低效的。此外。在有些情况下。当资源数量低于某一下限值时，便不予以分配。
因而，在每次分配之前，都必须測试该资源的数量，看其是否大于其下限值。基于上述两点，能够对AND信号量机制加以扩充。形成一般化的“信号量集”机制。Swait操作可描写叙述例如以下，当中S为信号量，d为需求值，而t为下限值。
package org.hao.andpv;
import java.util.ArrayList;
import java.util.HashMap;
import java.util.List;
import java.util.Map;
import java.util.concurrent.BlockingQueue;
import java.util.concurrent.LinkedBlockingQueue;
public class CollectPV {
private int[] semaphores;
private List<BlockingQueue<Thread>> queueList=new ArrayList<BlockingQueue<Thread>>();
private Map<Thread,Integer[]> map=new HashMap<Thread,Integer[]>();//保存第线程的请求
public CollectPV(int[] semaphores) {
this.semaphores=semaphores;
for(int i=0;i<semaphores.length;i++){
queueList.add(new LinkedBlockingQueue<Thread>());
}
}
public synchronized void p(Thread t,Integer[] semas) {
try {
int semaphoreIndex=0;
for(;semaphoreIndex<semaphores.length;semaphoreIndex++){
if(semaphores[semaphoreIndex]<semas[semaphoreIndex]){
break;
}
}
if(semaphoreIndex<semaphores.length){
BlockingQueue<Thread> blockingQueue=queueList.get(semaphoreIndex);
blockingQueue.add(t);
queueList.add(semaphoreIndex, blockingQueue);
map.put(t, semas);
try {
synchronized(t){
t.wait();
}
} catch (Exception e) {
}
}else{
for(int semaphoresIndex=0;semaphoresIndex<semaphores.length;semaphoresIndex++){
semaphores[semaphoresIndex]-=semas[semaphoresIndex];
}
}
} catch (Exception e) {
}
}
public synchronized void v(Integer[] semas){
try {
for(int semaphoreIndex=0;semaphoreIndex<semaphores.length;semaphoreIndex++){
semaphores[semaphoreIndex]+=semas[semaphoreIndex];
if(semaphores[semaphoreIndex]>=0){
Thread t=queueList.get(semaphoreIndex).poll();
synchronized(t){
t.notify();
p(t, map.get(t));
}
}
}
} catch (Exception e) {
}
}
}
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