操作系统-------用P，V操作解决生产者和消费者问题（详解！！！）

问题：

系统中有一组生产者进程和一组消费者进程，生产者每次生产一个产品放入缓冲区，消费者每次从缓冲区取出一个产品并使用（注：这里的产品可以理解成某种数据）。

条件：生产者、消费者共享一个初始化为空的、大小为n的缓冲区。

提示：

做这一题之前一定要熟练的掌握进程的互斥和进程的同步，一定要会！！一定要会！！一定要会！

不会的话可以点击这里！！！

题目分析：

1.首先读题之后就容易知道，咱们现在有一个缓冲区，生产者负责生产产品，然后把产品放到缓冲区里面，生产产品的前提条件是缓冲区未满，缓冲区的大小为n。消费者负责使用产品，但是使用产品的前提条件缓冲区里面有产品。

2.下面分析一下互斥和同步的问题，因为只有一个缓冲区（生产者放产品，消费者取产品），所以这里可以把缓冲区看成临界资源（类似多个打印机进程打印那样），而且多个生产者之间不能同时往缓冲区中放产品（可能会造成覆盖），多个消费者也不可以同时在缓冲区中取产品，也不可以生产者放产品的同时，消费者取产品。

经过上面的分析，可以得出进程的互斥和进程同步的结论

结论：

互斥------------因为缓冲区是临界资源，各种进程必须互斥的访问（即不能同时访问）。

同步1-----------只有缓冲区不空时，消费者才可以从缓冲区中取产品，即 “ 先生产后消费 ”。

同步2-----------只有缓冲区不满时，生产者才可以往缓冲区中放产品，即 “ 先消费后生产”。

具体解法：

semaphore mutex=1;//互斥信号量 ,实现对缓冲区的互斥访问
semaphore full =0;//同步1信号量,表示产品的数量
semaphore empty=n;//同步2信号量,表示空闲区的数量 producer()
{while(1){生产一个产品;P(empty); P(mutex);将产品放入缓冲区;V(mutex);V(full); }
} consumer()
{while(1){P(full); P(mutex);从缓冲区取出一个产品;V(mutex);V(empty); 使用一个产品;}
}

讨论：

1.生产者和消费者进程都有两个P操作在一块，可以把生产者的两个P操作或者消费者的两个P操作调换顺序吗？

答案：无论是生产的的两个P操作，还是消费者的两个P操作都不可以调换顺序。假如生产的的两个P操作调换了顺序（包含了消费者换或者不换两种情况），现在有一种情况是empy=0，full=n，在这种情况下，假设消费者进程先执行，

生产一个产品------>P(mutex)占用缓冲区，这时候除非等消费者释放缓冲区，不然谁也无法使用缓冲区了

-------->P(empty)因为empty=0，所以执行block原语，将生产的进程从运行态转到阻塞态，经过这一步之后消费者进程阻塞，只能等切换进程，假如切换到消费者进程，无论P（mutex）在P（full）前还是在P（full）后，总归要执行P（mutex），但是生产者正在占用缓冲区，因此就产生了死锁。

调换消费的的两个P操作顺序也是类似，在empty=n，full=0的情况下也不满足，如果不懂得话，自己可以按照上面的进行推导。

2.生产者和消费者进程都有两个V操作在一块，可以把生产者的两个V操作或者消费者的两个V操作调换顺序吗？

答案：可以

注意：如果看完分析还是不懂，再去把进程的互斥和进程的同步看一遍，一点要把这两个弄清楚。

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