操作系统（二十四）多生产者多消费者问题

2.3.7 多生产者多消费者问题

桌子上有一只盘子，每次只能向其中放入一个水果。爸爸专向盘子中放苹果，妈妈专向盘子中放橘子，儿子专等着吃盘子中的橘子，女儿专等着吃盘子中的苹果。只有盘子空时，爸爸或妈妈才可向盘子中放一个水果。仅当盘子中有自己需要的水果时，儿子或女儿可以从盘子中取出水果。用PV操作实现上述过程。

不同于一个（类）生产者一个（类）消费者问题，本题目中含有多个生产者多个消费者，但是临界资源还是1且为互斥共享。很明显这个题目的互斥关系为对盘子的访问要互斥进行；这个题目的同步关系有三个，1. 父亲将苹果放入盘子后，女儿才能取苹果 2. 母亲将橘子放入盘子后，儿子才能取橘子 3. 只有在儿子或者女儿取出了水果之后父母才能放水果。用前驱图表示同步关系如下：

semaphore mutex = 1; //实现互斥访问盘子（缓冲区）
semaphore apple = 0; //盘子中有几个苹果
semaphore orange = 0; //盘子中有几个橘子
semaphore plate = 1; //盘子中还可以放多少个水果dad (){while(1){准备一个苹果;P(plate);P(mutex);把苹果放入盘子;V(mutex);V(apple);}
}mom (){while(1){准备一个橘子;P(plate);P(mutex);把橘子放入盘子;V(mutex);V(orange);}
}daughter (){while(1){P(apple);P(mutex);从盘中取出苹果;V(mutex);V(plate);吃掉苹果;}
}son (){while(1){P(orange);P(mutex);从盘中取出橘子;V(mutex);V(plate);吃掉橘子;}
}

可能有的同学会问为什么设置了一个mutex=1还要再有一个plate=1呢？mutex完成的任务是保证互斥，其值并无实际意义；plate代表的是缓冲区的大小，可以随着题目条件而改变。顺便一提，其实在本题中mutex可以不要，因为在任何时候apple、orange、plate 三个同步信号量中最多只有一个是1。因此在任何时刻，最多只有一个进程的P操作不会被阻塞，并顺利地进入临界区。但是再平常的时候我们还是写上互斥信号量比较好。

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