2.3_9 吸烟者问题

问题描述

问题分析

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)

本质上这题也属于“生产者-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-多消费者”。

1. 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。
2. 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
3. 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)

组合一:纸+胶水
组合二:烟草+胶水
组合三:烟草+纸

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

实现方式

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;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);}
}

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知识回顾与重要考点

吸烟者问题可以为我们解决“可以生产多个产品的单生产者”问题提供一个思路。
值得吸取的精华是:“轮流让各个吸烟者吸烟”必然需要“轮流的在桌上放上组合一、二、三”,注意体会我们是如何用一个整型变量 i 实现这个“轮流”过程的。
如果题目改为“每次随机地让一个吸烟者吸烟”,我们有应该如何用代码写出这个逻辑呢?

若一个生产者要生产多种产品(或者说会引发多种前驱事件),那么各个V操作应该放在各自对应的“事件”发生之后的位置。