吸烟者问题

文章目录

- - - 1 问题描述
    - 2 问题分析
    - 3 代码实现：

1 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。每个抽烟者不停地卷烟并抽掉它，但是要卷起并抽掉一支烟，抽烟者需要有三种材料：烟草、纸和胶水。三个抽烟者中，第一个拥有烟草、第二个拥有纸、第三个拥有胶水。供应者进程无限地提供三种材料，供应者每次将两种材料放桌子上，拥有剩下那种材料的抽烟者卷一根烟并抽掉它，并给供应者进程一个信号告诉完成了，供应者就会放另外两种材料再桌上，这个过程一直重复（让三个抽烟者轮流地抽烟）

2 问题分析

本质上这题也属于“生产者一消费者”问题，更详细的说应该是“可生产多种产品的单生产者一多消费者”。

关系分析。找出题目中描述的各个进程，分析它们之间的同步、互斥关系。

互斥：桌子可以抽象为容量为1的缓冲区，要互斥访问。（容量1，可以不设置临界区互斥信号量）

同步：首先将每次放的两种材料看成一种组合，每种组合属于一个抽烟者

组合一	纸+胶水	抽烟者一
组合二	烟草+纸	抽烟者二
组合三	烟草+胶水	抽烟者三

同步关系（从事件的角度来分析）：

桌上有组合一→第一个抽烟者取走东西
桌上有组合二→第二个抽烟者取走东西
桌上有组合三→第三个抽烟者取走东西
发出完成信号→供应者将下一个组合放到桌上
PV操作顺序：“前V后P”

整理思路。根据各进程的操作流程确定P、V操作的大致顺序

设置信号量。设置需要的信号量，并根据题目条件确定信号量初值。（互斥信号量初值一般为1，同步信号量的初始值要看对应资源的初始值是多少）

semaphore offer1 = 0; //桌上组合一的数量 
semaphore offer2 = 0; //桌上组合二的数量 
semaphore offer3 = 0; //桌上组合三的数量 
semaphore finish = 0; //抽烟是否完成 
int i = 0;            //用于实现“三个抽烟者轮流抽烟”

模型建立：

如果是第一个抽烟者，提供者将组合一放桌上，V一下offer1,数量+1，通知smoker1
如果是第二个抽烟者，提供者将组合二放桌上，V一下offer2,数量+1，通知smoker2
如果是第三个抽烟者，提供者将组合三放桌上，V一下offer3,数量+1，通知smoker3

在这里插入图片描述

第一个抽烟者抽烟，判断桌上offer1中有无（P一下offer1），将组合一消耗，通知provider，自己抽烟完毕(V一下finish)
第二个抽烟者抽烟，判断桌上offer2中有无（P一下offer2），将组合二消耗，通知provider，自己抽烟完毕(V一下finish)
第三个抽烟者抽烟，判断桌上offer3中有无（P一下offer3），将组合三消耗，通知provider，自己抽烟完毕(V一下finish)

3 代码实现：

provider (){while(1){ if(i==0) { 将组合一放桌上; V(offer1); } else if(i==1){ 将组合二放桌上; V(offer2); }else if(i==2){ 将组合三放桌上; V(offer3); } i = (i+1)%3;   //实现轮流抽烟P(finish);   } }smoker1 (){ while(1){ P(offer1); 从桌上拿走组合一；卷烟；抽掉； V(finish); }
}
smoker2 (){ while(1){ P(offer2); 从桌上拿走组合二；卷烟；抽掉； V(finish); }
}
smoker3 (){ while(1){P(offer3);从桌上拿走组合三；卷烟；抽掉； V(finish); } 
}