1. 睡眠理发师问题
理发店里有一位理发师、一把理发椅和n把供等候理发的顾客坐的椅子。如果没有顾客,则理发师便在理发椅上睡觉,如图2-20所示。当一个顾客到来时,他必须先叫醒理发师,如果理发师正在理发时又有顾客来到,则如果有空椅子可坐,他们就坐下来等。如果没有空椅子,他就离开。这里的问题是为理发师和顾客各编写一段程序来描述他们的行为,要求不能带有竞争条件。
我们的解法使用三个信号量:customers,用来记录等候理发的顾客数(不包括正在理发的顾客);barbers,记录正在等候顾客的理发师数,为0或1;mutex,用于互斥。我们还需要一个变量waiting,它也用于记录等候的顾客数,实际上是customers的一份拷贝。之所以使用waiting是因为无法读取信号量的当前值。在该解法中,进入理发店的顾客必须先看等候的顾客数,如果少于椅子数,他留下来等,否则他就离开。
我们的解法示于图2-21。
1 # define CHAIRS 5 /*为等待的顾客准备的椅子数*/
2
3 typedef int semaphone ; /*运用你的想象力*/
4 semaphore customers=0; /*等待服务的顾客数*/
5 semaphore barbers=0; /*等待顾客的理发师数*/ //[转者注:初值为0]
6 semaphore mutex=1; /*用于互斥*/
7 int waiting=0; /*等待的顾客(还没理发的)*/
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9 void barber(void)
10 {
11 while(TRUE)
12 {
13 down(customers);
14 /*如果顾客数是0,则睡眠*/
15 down(mutex); /*要求进程等待*/
16 waiting=waiting-1; /*等待顾客数减1*/
17 up(barbers);
18 /*一个理发师现在开始理发了*/
19 up(mutex); /*释放等待*/
20 cut_hair(); /*理发(非临界区操作)*/
21 }
22 }
23
24 void customers(void)
25 {
26 down(mutex);/*进入临界区*/
27 if(waiting < CHAIRS)
28 {/*如果没有空椅子,就离开*/
29 waiting = waiting + 1;/*等待顾客数加1*/
30 up(customers); /*如果必要的话,唤醒理发师*/
31 up(mutex); /*释放访问等待*/
32 down(barbers);/*如果barbers为0,就入睡*/
33 get_haircut();/*坐下等待服务*/
34 }
35 else
36 up(mutex);/*店里人满了,走吧*/
37 }
38