操作系统:生产者-消费者问题
2021/11/9 23:42:03
本文主要是介绍操作系统:生产者-消费者问题,对大家解决编程问题具有一定的参考价值,需要的程序猿们随着小编来一起学习吧!
生产者-消费者问题
一.问题描述
系统中有一组生产者进程和消费者进程,生产者进程每次生产一个产品放入缓冲区,消费者进程每次从缓冲区中取出一个产品并使用。
其中,缓冲区的容量为n。
上图是生产者-消费者问题的模型图
二.解题思路
根据题意存在互斥与同步关系
互斥
1.生产者与生产者之间存在互斥关系,因为缓冲区属于临界资源,同时有两个生产者占用时会出现重写现象。
2.消费者与消费者之间存在互斥关系,因为消费者占用缓冲区时,会直接取出数据,当多个消费者占用时,会出现访问错误。
3.生产者与消费者之间存在互斥关系。
同步
1.当缓冲区没有数据时,生产者先占用缓冲区,生产数据,消费者才能占用缓冲区,取出数据。
2.当缓冲区满的时候,消费者先占用缓冲区,取出数据,生产者才能占用缓冲区,生产数据。
当缓冲区为5时,代码如下:
semaphore mutex=1,empty=5,full=0 //p0生产者 p0( ){ while(1){ 生产数据 p(empty); //实现消费者先占用缓冲区,取出数据,生产者才能占用缓冲区,生产数据。 p(mutex); //实现互斥 把数据放进缓冲区 v(mutex); v(full); } } //p1消费者 p1( ){ while(1){ p(full); //实现生产者先占用缓冲区,生产数据,消费者才能占用缓冲区,取出数据。 p(mutex); //实现互斥 从缓冲区取出一个产品 v(mutex); v(empty); 使用数据 } }
mutex=1,p(mutex),v(mutex)实现互斥
当生产者运行代码时,运行过p(mutex)时,mutex为0,如果进程调用到消费者或者其他生产者时,运行到p(mutex)时,由于mutex=0进程会进入阻塞队列,只有运行到之前生产者的v(mutex)时,才能访问其他消费者或者生产者。
前v后p实现同步操作
full=0,p0{ ...v(full); },p1{ p(full);... }由于full=0只有先由p0生产者运行完,full=1后,p1才能运行。
empty=5,代表缓冲区的容量为5,每经历一个p(empty),存入数据,缓冲区减一,为防止缓冲区满的时候,生产者继续存入数据。p0{ p(empty);... },p1{ ...v(empty); },当数据存入5个时,empty=0,p0生产者运行p(empty),将进入阻塞态,只有运行p1的v(empty)后,empty-1,生产者才能继续访问缓冲区存数据。
注:互斥的p操作一定要在实现同步的p操作之后
交换后
semaphore mutex=1,empty=5,full=0 //p0生产者 p0( ){ while(1){ 生产数据 p(mutex); //实现互斥 p(empty); //实现消费者先占用缓冲区,取出数据,生产者才能占用缓冲区,生产数据。 把数据放进缓冲区 v(mutex); v(full); } } //p1消费者 p1( ){ while(1){ p(mutex); //实现互斥 p(full); //实现生产者先占用缓冲区,生产数据,消费者才能占用缓冲区,取出数据。 从缓冲区取出一个产品 v(mutex); v(empty); 使用数据 } }
假如empty=0,mutex=1,运行p0,运行p(mutex);p(empty);后mutex=0,同时由于empty=0,p0进程进入阻塞态,调用p1进程,运行 p(mutex);由于mutex=0,所以p1也进入阻塞态造成了“死锁”。
这篇关于操作系统:生产者-消费者问题的文章就介绍到这儿,希望我们推荐的文章对大家有所帮助,也希望大家多多支持为之网!
- 2024-06-0600-macOS和Linux安装和管理多个Python版本
- 2024-03-30[译]漫画SELinux概念
- 2024-03-29linux 移动文件
- 2024-03-28linux .so file
- 2024-03-28Linux 磁盘管理
- 2024-03-28Linux学习笔记(十三)磁盘管理(一):磁盘分区
- 2024-03-26linux 创建 文件
- 2024-03-25使用SecureCRT对Linux vim进行颜色设置
- 2024-03-202019-2020-12 20199317 《Linux内核原理与分析》 第十二周作业
- 2024-03-20Linux运维的第二周总结