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经典的同步问题

xiyangw 2023-09-17 16:13 11 浏览 0 评论

经典的同步问题

生产者------消费者问题

问题描述:一组生产者进程和一组消费者进程共享。一个初始为空,大小为N的缓冲区。只有缓冲区没满,生产者才能把消息放入缓冲区,否则必须等待。只有缓冲区不空时,消费者才能从中读取消息,否则必须等待

关系分析:生产者和消费者对缓冲区互斥访问是互斥关系,因为会覆盖,同时生产者和消费者又是一个相互协作的关系,只有生产者生产了以后消费者才能消费,他们也是同步关系.其实只是一个简单的同步和互斥的综合.关键就是在于PV操作的顺序.

读者------写者问题

有读者和写者两组并发进程共享一个文件,当两个或两个以上的读进程,同时访问共享数据时,不会产生副作用,但如果某个写进程和其他进程,同时访问共享数据时,则可能导致数据不一样的错误。因此,要求允许多个读者可以同时对文件执行读操作,只允许一个学者往文件中写信息。任意写者在完成写操作之前,不允许其他读者或写者执行。写操作前应让应有的读者和写者全部退出

关系分析:由题目分析读者,和写者是互斥的,写者和写者也是互斥的,而读者和读者不存在互斥问题

这里面最重要的是用到了一个计数器,首先设置信号量为计数器,记录当前读者的数量

读进程是优先的,存在读进程的时候,写操作将会被延迟,且只要有一个读进程活跃,随后而来的读进程都将被允许访问文件,这样的方式会导致写进程可能长时间等待

若希望写进程优先,即当有读进程正在读共享文件的时候,有写进程请求访问,这时应禁止后续读进程的请求,等到已在共享文件的读进程执行完毕,立即让写进程执行,只有在吴邪进程执行的情况下,才允许读进程再次执行.

哲学家进餐问题

问题描述:

一张圆桌边上坐着五名哲学家,每两名哲学家之间摆一根筷子,两根筷子,中间是一碗米饭。哲学家倾注毕生精力用于思考和进餐。哲学家在思考的时候并不影响他人。只有当哲学家饥饿的时候,才试图拿起左右两根筷子。若筷子已经在他人手上,则需要等待。饥饿的哲学家只有同时拿到两根筷子才可以开始进餐。进餐完毕后,放下筷子,继续思考.

问题分析:

五名哲学家与左右邻居对齐中间筷子的访问,是互斥关系。为了防止死锁发生,可对哲学家进程施加一些限制条件。比如,最多允许四名哲学家同时进餐,仅当一名哲学家左右两边筷子都可以用的时候,才允许他抓起筷子对哲学家顺序编号,要求奇数号哲学家先拿左边筷子,再拿右边筷子,而偶数号哲学家刚好相反

哲学家进餐问题的思想,其实与贪心算法的思想截然相反。贪心算法强调争取眼前认为最好的,而不考虑后续会有什么后果。若哲学家进餐问题用贪心算法来解决,只要眼前有筷子拿起就拿起的话,就会出现死锁。然而,不仅考虑眼前的一步,而且考虑下一步,不是有筷子就能拿起,而是考虑能不能一次拿起两根筷子,就会避免死锁问题.

吸烟者问题

问题描述:

假设一个系统有三个抽烟者进程和一个供应者进程。每个抽烟者不停地卷烟并抽掉他,他要卷起并抽掉一支烟。抽烟者需要有三种材料,烟草、纸和胶水。三个抽烟者中第一个拥有烟草,第二个拥有纸,第三个拥有胶水 供应者进程无限地提供三种材料供应者,每次将两种材料放到桌子上,拥有剩下内两种材料的抽烟者卷一根烟,并抽掉他,并给供应者一个信号,告诉已完成,此时供应者就会将另外两种材料放到桌上,如此重复.

问题分析:

供应者和抽烟者分别是同步关系.由于供应者无法同时满足两个或两个以上的抽烟者.三个抽烟者对抽烟这个动作互斥.

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