进程同步经典示例 多线程上篇（五）

//变量定义
int in=0, out=0;
item buffer[n];
semaphore mutex=l，empty=n, full=0;
 
//生产者
void proceducer(){
do{
producer an item nextp;
......
wait(empty);//等待空位子
wait(mutex);//等待缓冲池可用
buffer[in] =nextp;//设置元素
in =(in+1)%n;//下标后移
signal(mutex);//释放缓冲池
signal(full);//“满”也就是已生产产品个数释放1个(+1)
}while(TRUE);
 
 
//消费者
void consumer() {
do{
wait(full);//等待已生产资源个数
wait(mutex);//等待缓冲池可用
nextc= buffer[out];//获得一个元素
out =(out+1) % n;//下标后移
signal(mutex);//释放缓冲池
signal(empty);//空位子多出来一个
consumer the item in nextc;//消费掉获得的产品
} while(TRUE);
}
 
//主程序
void main() {
proceducer();
consumer();
}

//定义一个管程
Monitor procducerconsumer {
item buffer[N];//缓冲区大小
int in, out;//访问下标
condition notfull, notempty;//条件变量
int count;//已生产产品的个数
//生产方法
void put(item x) {
if(count>=N){
notfull.wait; //如果生产个数已经大于缓冲区大小，将生产进程添加到notfull条件的等待队列中
}
buffer[in] = x; //设置元素
in = (in+1) % N; //下标移动
count++;//已生产产品个数+1
notempty.signal //释放等待notempty条件的进程
}

//获取方法
void get(item x) {
if(count<=0){
notempty.wait; // 如果已生产产品数量为0（以下），消费者进程添加到notempty的等待队列中
}
x = buffer[out];// 读取元素
out = (out+1) % N; // 下标移动
count--; //已生产产品个数-1
notfull.signal; // 释放等待notfull条件的进程
}
//初始化数据方法
void init(){
in=0;out=0;count=0;
}
} PC;

//定义五个信号量
//为简单起见，假定数组起始下标为1
//信号量全部初始化为1
semaphore chopstick[5]={1,1,1,1,1};

do{
//按照我们上面图中所示，第 i号哲学家，左手边为i号筷子，右手边是 (i+1)%5
Swait(chopstick[i],chopstick[(i+1)%5]))
// 进餐......
Ssignal(chopstick[i],chopstick[(i+1)%5]);
// 思考......
} while(TRUE);

//两个信号量，一个用于读者互斥 readcount ，一个用于读写互斥
semaphore rmutex=l,wmutex=1;
int readcount=0;//初始时读者个数为0
//读者
void reader() {
do{
wait(rmutex);//读者先获取 readcount
if(readcount==0){//如果一个读者没有，第一个读者需要与写者互斥访问
wait(wmutex);
}
readcount++;//读者个数+1
signal(rmutex);//读者个数+1后，可以释放readcount的锁，其他读者可以进来
//开始慢慢读书......
wait(rmutex);//读者结束时，需要获取readcount的锁
readcount--;//退出一个读者
if (readcount==0) {//如果此时一个读者都没有了，还需要释放与读写互斥的锁
signal(wmutex);
}
signal(rmutex);//释放readcount的锁
}while(TRUE);
}

void writer(){
do{
wait(wmutex);//写者必须获得wmutex
//执行写任务....
signal(wmutex);//写任务结束后就可以释放锁
}while(TRUE);

}

//主程序
void main() {
reader();
writer();
}

int N;//最大的读者个数，也就是相当于图书馆的空位子，初始时空位子为N

semaphore L=N, mx=1;//定义两个信号量资源L和mx，分别用于控制读者个数限制和读写（写写)

void reader() {

do{

Swait(L, 1, 1);//获取空位子L，每次获取1个，>=1时可分配

Swait(mx, 1, 0);//获取与写的互斥量mx，每次获取0个，>=1时可分配，如果mx为1，也就是没有写者，读者都可以进来，否则一个都进不来

//进行一些读操作

Ssignal(L, 1);//释放一个单位的资源L

}while(TRUE);

}
 

void writer() {

do{

Swait(mx,1,1; L,N,0);//获得资源mx，每次获取1个，>=1时分配，获得资源L，每次获得0个，>=N时即可分配

//进行一些写操作

Ssignal(mx, 1);//释放资源mx

}while(TRUE);

}


void main(){

reader();

writer();

}