IPC经典问题

IPC经典问题读者写者问题读者优先：semaphoremutex=1;//控制对rc的访问semaphoredb=1;//控制对数据库的访问intrc=1;//正在读或想要读的进程数voidreader(void){while(1){down(&mutex);rc++;if(rc==1)down(&db);up(&mutex);read_database();down(&mutex);rc--;if(rc==0)up(&db);up(&mutex);use_data_read();}}voidwriter(void){while(1){think_up_data();down(&db);write_database();up(&db);}}写者优先，条件为：（1）多个读者可以同时进行读；（2）写者必须互斥（只允许一个写者写，同时也不能读者、写者同时进行）；（3）写者优先于读者（一旦有写者来，则后续读者必须等待，唤醒时优先考虑写者）。注意唤醒时优先考虑写者这个条件semaphoreread=1;//用于阻塞读者semaphorermutex=1,wmutex=1;//用于控制对rcount和wcount的访问semaphoredb=1;//控制对数据库的访问intrcount=wcount=0;voidreader(void){p(read);//只要有写者等待，读者就会阻塞p(rmutex);rcount++;if(rcount==1)p(db);v(rmutex);v(read);//及时释放，多个读者可以同时读read_database();p(rmutex);rcount--;if(rcount==0)v(db);v(rmutex);}voidwriter(void){p(wmutex);wcount++;if(wcount==1)p(read);v(wmutex);p(db);write_database();v(db);p(wmutex);wcount--;if(wcount==0)v(read);v(wmutex);}如果唤醒时读写队列平等的话semaphorewrite=1;//用于阻塞写者semaphoremutex=1;//用于控制对rc的访问semaphoredb=1;//控制对数据库的访问intrc=0;voidreader(void){p(db);p(mutex);rc++;if(rc==1)p(write);//有读者进入，互斥写操作v(mutex);v(db);//及时释放读写互斥信号量，允许其它读、写进程申请资源read_database();p(mutex);rc--;if(rc==0)v(write);//所有读者退出，允许写操作v(mutex);}voidwriter(void){p(db);//互斥后续其它读者、写者p(write);//如有读者正在读，等待所有读者读完write_database();v(write);//允许后续新的第一个读者进入后互斥写操作v(db);//允许后续新读者及其它写者}哲学家就餐问题思路：如果一个哲学家旁边两个都不在进餐时拿起叉子是安全的。注意状态的变化应该处于临界区，如果一个哲学家不能拿起叉子时应阻塞，同时加入一个状态表明他饥饿，旁边的哲学家就餐完毕会通知他#defineN5#defineLEFT(i-1)%N#defineRIGHT(i+1)%N#defineTHINKING0#defineHUNGRY1#defineEATING2intstate[N];//记录每个人状态的数组semaphoremutex=1;//临界区互斥semaphores[N]={0};//每个哲学家一个信号量,表示能否得到两只叉子voidphilosopher(inti){while(1){think();take_forks(i);eat();put_forks(i);}}voidtake_forks(inti){donw(&mutex);state[i]=HUNGRY;test(i);//试图得到两只叉子up(&mutex);down(&s[i]);//如果得不到叉子就阻塞}voidput_forks(inti){down(&mutex);stata[i]=THINKING;test(LEFT);//看下左邻居现在是否能进餐test(RIGHT);//看下右邻居现在是否能进餐up(&mutex);}voidtest(inti){if(state[i]==HUNGRY&&state[LEFT]!=EATING&&state[RIGHT]!=EATING){state[i]=EATING;up(&s[i]);}}红黑客过河有红客和黑客两组人员需要过河。河上有船，但是每次只能乘坐4人，且每次乘客满员时才能开船，到河对岸后空船返回。但船上乘客不能同时有3个红客、1个黑客或者1个红客、3个黑客的组合。（其他组合安全）。请编写程序，用PV操作解决红客、黑客过河的问题。对同步与互斥的分析：同步关系：1.满员才能开船；2.红黑客满足一定的组合规则,才能有四人上船互斥关系：红黑客对请求上船的控制显然，此题难点在对同步关系的解决。下面给出所写程序的算法思想：Red():每个红客到来请求上船时执行该程序：1.请求进入临界区；2.首先检查本人的到来是否满足上船的组合(即4个红客或2个红客与2个黑客);3.如果满足2个红客和2和黑客的组合，则看是否有船可上，有的话该红客上船并通知另外1个红客和2个黑客上船，然后通知船满员，并退出临界区；4.如果满足4个红客的组合，则看是否有船可上，有的话该红客上船并通知另外3个红客上船，然后通知船满员，并退出临界区；5.不符合上船的组合，则先退出临界区，然后在信号量S_red上等待，直到当条件满足时，有人通知其上船。6.完毕。Black():每个黑客到来请求上船时执行该程序,其算法与Red()完全一致；Boat():河上的船执行该程序：1.等待满员后开船过河；2.空船返回，通知可以上船了，转而执行1。////////////////////////////////////////////////////////////////////////////semaporeboats=1;//河上船只的数量semaporefull=0;//船的满员状态semaporeS_red=0;//控制红客上船semaporeS_black=0;//控制黑客上船semaporemutex=1;//由于互斥intreds=0;//等待上船的红客数intblacks=0;//等待上船的黑客数Red(){P(mutex);//进入临界区reds++;//等待上船的红客数加1if(reds=2&&blacks=2){//2个红客和黑客的组合P(boats);//准备上船，无船则等待take_boat();//该红客上船reds=reds-2;//等待上船的红客数减2V(S_red);//通知另一个红客上船blacks=blacks-2;//等待上船的黑客数减2//通知其他两黑客上船V(S_black);V(S_black);V(full);//通知船满员V(mutex);//退出临界区}elseif(reds==4){//4个红客的组合P(boats);//准备上船，无船则等待take_boat();//该红客上船//递减等待上船的红客数，通知其他3个红客上船while(--reds)V(S_red);V(full);//通知船满员V(mutex);//退出临界区}else{V(mutex)；//退出临界区，此步必在P(S_red)之前，不然会产生死锁//该红客等待直至条件满足时上船P(S_red);take_boat();}}Black(){P(mutex);blacks++;if(blacks=2&&reds=2){P(boats);take_boat()；blacks=blacks-2;V(S_black);reds=reds-2;V(S_red);V(S_red);V(full);V(mutex);}elseif(blacks==4){P(boats);take_boat()；while(--blacks)V(S_black);V(full);V(mutex);}else{V(mutex);P(S_black);take_boat();}}Boat(){while(TRUE){P(full);//等待满员shove_off();//开船过河boat_return();//空船返回V(boats);//通知可以上船了}}该算法存在一个问题是如果2红1黑时接下来来的都是红客时，会造成饥饿现象。改进：利用5人中必有4人满足开船条件，每5个人检查一下让其中4个人过河，红黑客算法也不用分开写了。转载于：