同步和互斥例題1

題目

有一個倉庫存放兩種零件A和B，最大庫存容量各為m個，有一車間不斷取A和B進行裝配，每次各取一個。為避免零件銹蝕，遵循先入庫先出庫原則，有兩個供應商分別不斷地供應A和B 。為保證齊套和合理庫存，當某種零件的數量比另一種的數量超過n（n<m）個時，暫停對數量大的零件進貨，集中補充數量少的零件。試用P、V操作正確實現之。

關鍵句子

1. 最大庫存容量各為m個；
2. 一車間不斷取A和B進行裝配，每次各取一個；
3. 兩個供應商分別不斷地供應A和B （兩供應商之間的互斥）；
4. 當某種零件的數量比另一種的數量超過n（n<m）個時，暫停對數量大的零件進貨，集中補充數量少的零件 （兩供應商之間的同步）；

同步和互斥（根據這個設信號量）

1. 兩個供應商和車間操作倉庫的 互斥；
2. 兩個供應商之間的變形 同步（數量相差n）；
3. 兩個供應商和車間的 同步（有容量入庫，有庫存出庫）；

思路

1. 首先明確兩個供應商和車間操作倉庫是互斥的，所以三個進程的代碼中間都是搶奪這個權限的；

int mutex = 1;      //操作倉庫的權限
PinA(){
      P(mutex);
      //入庫A零件
      V(mutex);
}
PinB(){
      P(mutex);
      //入庫B零件
      V(mutex);
}
Pout(){
      P(mutex);
      //出庫A和B零件
      V(mutex);
}

2. 然后先解決車間出庫的進程問題。在出庫之前，必須要有零件A和零件B；

int countA = m;      //A的庫存
int countB = m;      //B的庫存
int mutex = 1;      //操作倉庫的權限
PinA(){
      P(mutex);
      //入庫A零件
      V(mutex);
}
PinB(){
      P(mutex);
      //入庫B零件
      V(mutex);
}
Pout(){
      //這段代碼不完善，PV操作的數量要相同，這里只是跟着思路寫一下
      P(countA);
      P(countB);
      P(mutex);
      //出庫A和B零件
      V(mutex);
}

3. 因為入庫出庫之間有一個同步的關系，必須要有位置才能入庫，必須要有庫存才能出庫，所以要用兩個變量實現這個同步，一個count不足以解決這個問題；

int emptyA = m;		//A的剩余庫存容量
int emptyB = m;		//B的剩余庫存容量
int fullA = 0;		//A的庫存數量
int fullB = 0;		//B的庫存數量
int mutex = 1;		//操作倉庫的權限
PinA(){
	P(emptyA);
	P(mutex);
	//入庫A零件；
	V(mutex);
	V(fullA);
}
PinB(){
	P(emptyB);
	P(mutex);
	//入庫A零件；
	V(mutex);
	V(fullB);
}
Pout(){
	P(fullA);
	P(fullB);
	P(mutex);
	//出庫A和B零件
	V(mutex);
	V(emptyB);
	V(emptyA);
}

4. 最后要解決的就是當某種零件的數量比另一種的數量超過n（n<m）個時，暫停對數量大的零件進貨，集中補充數量少的零件這個問題。這里我是上網找資料才知道怎么解決的。這是兩供應商之間的一種同步，一種變形的同步
   解釋（看完代碼再看）：舉個最簡單的例子，假如一開始一直都是入庫A零件，當入庫了n個時，B零件和A零件的數量就相差了n個了，那么Sa=0，供應商A不能參與爭奪操作倉庫的權限了。

int emptyA = m;		//A的剩余庫存容量
int emptyB = m;		//B的剩余庫存容量
int fullA = 0;		//A的庫存數量
int fullB = 0;		//B的庫存數量
int Sa = n;		//A和B的相差數量
int Sb = n;		//Sa和Sb實現AB入庫的同步
int mutex = 1;		//操作倉庫的權限
PinA(){
	P(emptyA);
	P(Sa);
	P(mutex);
	//入庫A零件；
	V(mutex);
	V(Sb);
	V(fullA);
}
PinB(){
	P(emptyB);
	P(Sb);
	P(mutex);
	//入庫A零件；
	V(mutex);
	V(Sa);
	V(fullB);
}
Pout(){
	P(fullA);
	P(fullB);
	P(mutex);
	//出庫A和B零件
	V(mutex);
	V(emptyB);
	V(emptyA);
}

完整代碼

int emptyA = m;		//A的剩余庫存容量
int emptyB = m;		//B的剩余庫存容量
int fullA = 0;		//A的庫存數量
int fullB = 0;		//B的庫存數量
int Sa = n;		//A和B的相差數量
int Sb = n;		//Sa和Sb實現AB入庫的同步
int mutex = 1;		//操作倉庫的權限

main(){
	PinA();
	PinB();
	Pout();
}
PinA(){
	P(emptyA);
	P(Sa);
	P(mutex);
	//入庫A零件；
	V(mutex);
	V(Sb);
	V(fullA);
}
PinB(){
	P(emptyB);
	P(Sb);
	P(mutex);
	//入庫A零件；
	V(mutex);
	V(Sa);
	V(fullB);
}
Pout(){
	P(fullA);
	P(fullB);
	P(mutex);
	//出庫A和B零件
	V(mutex);
	V(emptyB);
	V(emptyA);
}

總結

1. 老師是說做這種題目要先想好信號量和變量，不過我按照老師說的方法的確做不出來，還是要想好幾個大概的信號量，再邊寫邊改。