用信号量进程同步与互斥

1.并发执行，生产者和消费者进程交替执行，共享变量没有加访问限制，产生结果不一。

   生产者和消费者进程的交替执行，造成死锁，唤醒信号被丢失掉。

  

  int k;
  typedef anyitem item;
  item buffer[k];
  int i=0,o=0,c=0;
  process prodicer(){
 produce an item in nextp;
if(c==k)
       sleep(producer);
      buffer[i]=nextp;
      i=(i+1)%k;
     counter++;
  if(counter==1)
   wakeup(consumer);
}
 process consumer(){
   while(true){
   if(counter==0)
      sleep(consumer);
      nextc=buffer[o];
     o=(o+1)%k;
     counter--;
    if(counter==k-1)
             wakeup(producer);
   }
   consume the item in nextc;
}

 

2.哲学家吃面问题

 semaphore fork[5];
                  for(int i=0;i<5;i++){
                   fork[i]=1;
                   }
                  cobegin
                            process philosopher_i(){
                               while(true){
                                  think();
                                   P(fork[i]);
                                   P(fork[(i+1)%5]);
                                    eat();
                                   V(fork[i]);
                                  V (fork[(i+1)%5]);
                                      }
                     }
                   coend
  

 3.读写文件问题

int readcount=0;
semaphore writeblock,mutex;
writeblock=1; mutex=1;
cobegin
process reader_i(){
   P(mutex);
   readcount++;
   if(readcount==1)
             P(writeblock);
  V(mutex);
  P(mutex);
  readcount--;
  if(readcount==0)
    V(readblock);
  V(mutex);
}

4.理发师问题

int waiting=0, chairs=n;
semaphore customers=0,barbers=0,mutex=1;
cobegin
     process barbers() {
           while(ture) {
                P(customers);
                P(mutex);
                waiting--;
                V(barbers); 
                V(mutex);
                cuthair();  } }
process customer_i() {
               P(mutex);
               if(waiting<chairs) {
                     waiting++;
                      V(customers）;
                       V(mutex);
                       P(barbers):
                       get_haircut();
}
else
        V(mutex);
}
coend

 5.在一间酒吧里有三个音乐爱好者队列，第一队的音乐爱好者只有随身听，第二队只有音乐磁带，第三队只有电池。而要听音乐就必须随身听、音乐磁带和电池这三种物品俱全。酒吧老板一次出售这三种物品中的任意两种。当一名音乐爱好者得到这三种物品并听完一首乐曲后，酒吧老板才能再一次出售这三种物品中的任意两种。于是第二名音乐爱好者得到这三种物品，并开始听乐曲。全部买卖就这样进行下去。试用P，v操作正确解决这一买卖。 

semaphore mutex=1,s1=0,s2=0,s3=0;
cobegin
    boss(){
     随机生成两个
     if(s1&&s2)
          fan3();
    if(s2&&s3)
          fan1();
     if(s1&&s3)
        fan2();
  }
    fan1(){
      while(true){
       s1=1;
       P(s1);
     if(s1&&s3&&!s2)
       P(s2);
     if(s1&&s2&&!s3)
         P(s3);
      if(s1&&s2&&s3){
        P(mutex);
        V(mutex);
        V(s1);
        V(s2);
        V(s3);
          }
      }
    }
 fan2(){

 while(true){
       s2=1;
       P(s2);
     if(s2&&s3&&!s1)
       P(s2);
     if(s1&&s2&&!s3)
         P(s3);
      if(s1&&s2&&s3){
        P(mutex);
        V(mutex);
        V(s1);
        V(s2);
        V(s3);
          }
      }

 }
 fan3(){

 while(true){

       s3=1;
       P(s3);
     if(s1&&s3&&!s2)
       P(s2);
     if(s1&&s3&&!s2)
         P(s2);
      if(s1&&s2&&s3){
        P(mutex);
        V(mutex);
        V(s1);
        V(s2);
        V(s3);
          }
      }

 } } coend

 6.某银行有人民币储蓄业务，由n个储蓄员负责。每个顾客进入银行后先取一个号，并且等着叫号。当一个储蓄人员空闲下来，就叫下一个号。请用P，V操作正确编写储蓄人员和顾客进程的程序。

semaphore customers=0,mutex=n,check=0;
int waiting=0;
cobegin
     process check(){
      while(true)
        {
          P(customers);
          P(mutex);
          waiting--;
          V(check);
          V(mutex);
          }
    }
process customer_i() {
           P(mutex);
           waiting++;
           V(customers）;
           V(mutex);
           P(clerk):
           get_service();
}
coend

7.下面是两个并发执行的进程。它们能正确运行吗？若不能请举例说明，并改正之。（5分）

parbegin
var x：integer； var s：semaphore：=1；
process P1                                   process P2
       var y,z：integer ;                             var ,t,u：integer ;
begin                                           begin
      P(s)；                                           P(s)；
      x：=1；                                         x：=0；
      y：=0；                                         t：=0；
        if x>=1 then y：=y+1；                   if x<=1 then t：=t+2
      V(s)；                                            V(s)；
         z：=y；                                           u：=t；
end                                                end
parend

 8.在一个盒子里，混装了相等数量的黑棋子和白棋子，现要用自动分拣系统把黑棋子和白棋子分开，该系统由两个并发执行的进程P1和P2组成，其中进程P1专门拣黑子，进程P2专门拣白子。规定两个进程轮流拣子且每个进程每次只拣一个子。当一个进程在拣子时不允许另一个进程去拣子，并设P1先拣。请用P，V操作管理这两个并发进程，使其能正确实现上述功能。

semaphore S1,S2;
S1=1;S2=0;
cobegin
      process P1(){
            P(S1);
            V(S2);
        }
      process P2(){
           P(S2);
           V(S1);
       }
coend