典型问题

1.

有一个盒子，混装了数量相等的围棋白子和黑子。现在要用自动分拣系统把白子和黑子分开。设系统有两个进程P1和P2，其中P1拣白子，P2拣黑子。当一个进程在拣子时，不允许另一进程去拣。试写出这两个并发进程能正确执行的程序。

begin

mutex := 1; cobegin P1: begin repeat

P(mutex); 拣白子； V(mutex); until false end P2: begin repeat

P(mutex); 拣黑子； V(mutex); until false end coend end

加上“当以一进程拣了一子时，必须让另一个进程去拣”条件：

设置两个信号量S1和S2来协调进程P1和P2之间的同步。假定先让P1拣白子，则信号量S1和S2的初值分别为1和0。两个并发进程相应的程序如下： begin

S1 :=1; S2 := 0; cobegin P1: begin repeat P(S1); 拣白子； V(S2); until false end

P2: begin repeat P(S2); 拣黑子； V(S1); until false end coend end 2.

用P、V操作实现下述问题的解。

桌上有一个盘子，可以存放一个水果，父亲总是放苹果到盘子中，而母亲则总是放香蕉到盘子中；一个儿子专等吃盘中的香蕉，而一个女儿专等吃盘中的苹果。

由于父亲和母亲可以同时向盘子放水果，所以盘子是临界资源，应设置一个互斥信号量mutex来实现放水果的互斥，其初值为1.此外父亲和女儿，母亲和儿子之间存在同步关系，及分别设置信号量apple和banana来分别实现这种同步关系，其初值均为0。 4个进程的并发程序如下： begin

mutex := 1;

apple := 0; banana := 0; cobegin father: begin repeat

P(mutex);

向盘中放苹果； V(apple); until false; end; mother: begin repeat P(mutex);

向盘中放香蕉； V(banana); until false end; daughter: begin repeat P(apple);

取盘中的苹果； V(mutex); until false; end; son: begin repeat P(banana);

取盘中的香蕉； V(mutex); until false; end; coend; end;

升级版

桌上有一空盘，允许存放一只水果。爸爸可向盘中放苹果，可向盘中放桔子；儿子专等吃盘中的桔子，女儿专等吃盘中的苹果。规定当盘空时一次只能放一只水果供吃者取用，请用P、V原语实现爸爸、儿子、女儿3个并发进程的同步。 begin

mutex := 1;

apple := 0; banana := 0; cobegin father: begin repeat

P(mutex);

将水果放入盘中；

if 放入的是桔子 then V(orange) else V(apple); until false; end;

daughter: begin repeat P(apple);

取盘中的苹果； V(mutex); until false; end;

son:

begin repeat P(orange);

取盘中的香蕉； V(mutex); until false; end; coend; end;

桌上有一只盘子，最多可容纳两个水果，每次只能放入或取出一个水果。爸爸专向盘子放苹果，妈妈专向盘子中放桔子；两个儿子专等吃盘子中的桔子，两个女儿专等吃盘子中的苹果。请用P、V操作来实现爸爸、妈妈、儿子和女儿之间的同步与互斥关系。

与上一例不同的是，现在盘子可以放入两个水果，因此除了互斥信号量mutex之外，还应对允许向盘中放入水果的个数进行计数，即再设置一个信号量empty，其初值为2.此外由于盘子中可以放两个水果，即当盘中有一个水果时，存在着既可以放有可以取得情况，因此，除了对放水果进行互斥外，对取水果也应进行互斥。此时，4个进程的并发程序如下： begin

mutex := 1; empty := 2; apple := 0; orange := 0; cobegin father: begin repeat P(empty); P(mutex);

向盘中放苹果； V(mutex); V(apple); until false end

mother: begin repeat P(empty); P(mutex);

向盘中放桔子； V(mutex); V(orange); until false end

daughteri(i = 1, 2;):