8.5 经典进程同步问题-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。每个抽烟者需要有三种材料：烟草、纸和胶水，才可吸烟。三个抽烟者分别拥有三种材料中的一种。 供应者每次随机将两种材料放到桌子上，拥有剩下那种材料的抽烟者卷一根烟并抽掉它。材料被使用后，供应者按上述原则继续提供材料。

问题分析

1. 关系分析。供应者与三个抽烟者分别是同步关系。由于供应者无法同时满足两个或 以上的抽烟者，三个抽烟者对抽烟这个动作互斥。

2. 整理思路。这里有四个进程。供应者作为生产者向三个抽烟者提供材料。

3. 信号量设置。信号量offer1、offer2、offer3分别表示烟草和纸组合的资源、烟草和 胶水组合的资源、纸和胶水组合的资源。信号量finish用于互斥进行抽烟动作。

解决方案

注意：finish初始值为0，表示无人抽烟，当供应者材料抽烟后，材料使用完毕，会调用V(finish)，将finish加1。供应者接到此通知后，继续随机提供材料。代码如下：

int random; //存储随机数
semaphore offer1=0; //定义信号量对应烟草和纸组合的资源
semaphore offer2=0; //定义信号量对应烟草和胶水组合的资源
semaphore offer3=0; //定义信号量对应纸和胶水组合的资源
semaphore finish=0; //定义信号量表示抽烟是否完成

//供应者
while(1){
    random = 任意一个整数随机数;
    random=random% 3;
    if(random==0)
        V(offerl) ; //提供烟草和纸
    else if(random==l) 
        V(offer2);  //提供烟草和胶水
    else
        V(offer3)  //提供纸和胶水
    // 任意两种材料放在桌子上，并等待抽烟者抽烟后将finish设置为1
    P(finish);//抽烟者已经使用完材料，需要继续提供材料
}

//拥有烟草者
while(1){
    P (offer3);
    // 拿纸和胶水，卷成烟，抽掉;
    V(finish);
}

//拥有纸者
while(1){
    P(offer2);
    // 烟草和胶水,卷成烟，抽掉；
    V(finish);
}

//拥有胶水者
while(1){
    P(offer1);
    // 拿烟草和纸，卷成烟，抽掉;
    v(finish);
}