1.1 问题概述
- 生产者与消费者互斥使用一个缓冲池
- 当缓冲池为空时，生产者才能写入数据
- 当缓冲池不为空时，消费者才能读取数据
1.2 解决方法
设置3个信号量：mutex=1，full=0,empty=n(假设缓冲池大小为n)
- mutex：互斥信号量
- full：表达缓冲池中数据量的信号量，初值为0
- empty：表达缓冲池中空闲块的信号量，初值为n，即缓冲池的大小
- 生产者
p(empty)
p(mutex)
写入数据
v(mutex)
v(full)
- 消费者
p(full)
p(mutex)
读取数据
v(mutex)
v(empty)
二、读者与写者问题
2.1 问题概述
一个数据对象（如文件、记录）可以被多个进程共享。这些进程可以分为两类:
- 读者进程：只读取数据对象的值
- 写者进程：修改或者写入数据对象的值
这类问题具有以下特点：
- 读者进程之间不互斥
- 写者与写者、写者与读者之间互斥
2.2 解决方法
设置3个信号量：mutex,readercount,writer
- mutex：互斥信号量，用于读者进程访问共享变量readercount，初值为1
- readercount：共享信号量，用于记录当前进入临界区的读者进程的数量，初值为0
- writer：互斥信号量，用于写者与写者、写者与读者之间对临界区的互斥访问
- 读者
p(mutex)
//临界区没有读者时，先判断当前临界区是否有写者进程
//由第一个进入临界区的读者进程来阻塞后来的写者进程
if(readercount == 0)
p(writer);
//当此时临界区已经存在读者进程时，countreader
readercount;
v(mutex)
读数据
p(mutex)
--readercount;
//由最后一个离开临界区的读者进程唤醒可能被阻塞的写者进程
if(readercount == 0)
v(writer);
v(mutex)
- 写者
p(writer)
写数据
v(writer)
三、哲学家进餐过程
3.1 问题概述
五个哲学家，他们的生活方式是交替地进行思考和进餐。哲学家们共用一张圆桌，分别坐在周围的五张椅子上，在圆桌上有五个碗和五支筷子。
- 平时哲学家进行思考，饥饿时便试图取其左、右最靠近他的筷子，只有在他拿到两支筷子时才能进餐，
- 进餐完毕，放下筷子又继续思考。
3.2 解决方法
对于上述问题，很容易想到这样一种方法：设置一个互斥信号量数组，第i个哲学家进餐时，分别p(mutex[i-1])和p(mutex[i])。
while(1){
p(mutex[i])
p(mutex[(i 1)%5])
进餐
v(mutex[i])
v(mutex[(i 1)%5])
思考}
但是上述方法很容易引起死锁。为了解决死锁问题，可以考虑以下方法：
- 至多允许四个哲学家同时进餐。
- 仅当左、右两支筷子均可用时，才允许拿起筷子进餐。
- 奇数号哲学家先拿左筷子再拿右筷子，偶数号哲学家相反。