【操作系统】学习笔记（二）之生产者消费者问题

【问题描述】一群生产者进程在生产产品，一群消费者进程在消费产品。为了生产者消

费者进程之间能够并发执行，在两者之间设置了一个具有n个缓冲区的缓冲池，每次生

产的进程都会被放入到缓冲池中，消费者每次从缓冲池中取走产品。

【分析】

        这个过程中既有互斥关系，又有同步关系。

互斥关系：每一时刻只有一个进程在访问 缓冲区（或放数据或取数据）。

同步关系：当Buf为空，生产者放产品之后消费之才能取产品；

生产者(V)-------->(P)消费者

                  当buf为满，消费者取走产品之后生产者才能够放产品。

消费者(V)-------->(P)生产者

【设信号量赋初值】

互斥关系：mutex初 = 1(开始时缓冲区没有被访问)

同步关系：当Buf为空，full初 = 0（当buf为空，消费者不可取数据）

  当Buf为满，empty初 = n（当buf为满，只有消费者取出数据之后，生产
者才能放数据，并且可以取n次）

下边图解：



死锁问题：

举例：有r1，r2资源各一个，p1，p2进程各一个。

p1：p（r1）-->i/o--->p(r2) -->执行p1--->释放r2-->释放r1

p2：p（r2）-->i/o--->p(r1) -->执行p2--->释放r1-->释放r2

解析：当p1开始执行，申请到r1，遇到i/o流，就去执行i/o，让出cpu，此时p2开始执行

申请到r2，当p1执行完i/o，开始申请r2，此时r2已经被p2占用，p1开始等r2；

当p2执行完自己的i/o之后，申请r1，r1已经被p1占用，所以，p2开始等r1.

陷入了互等（环路等待）中.....这就是所谓的死锁。

交换两个p操作之后，有可能发生死锁。交换V操作之后不会产生任何影响。

中间态：交换两个p操作不会发生死锁。

当Buf为空，full = 0，empty = 10.交换消费者的两个p操作，假如先来消费者进程，或得

mutex，等待V(full)，生产者进程获取到empty块，阻于mutex。死锁。

当Buf为满，full = 10，empty = 0，交换生产者的两个p操作，假设先来的是生产者进程

，占用mutex，阻于empty，再来消费者，阻于mutex。死锁。