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<>二、吃水果综合设计
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桌子上有一只盘子，最多可容纳两个水果，每次只能放入或取出一个水果。爸爸专向盘子放苹果（apple），妈妈专向盘子中放桔子（orange）；两个儿子专等吃盘子中的桔子，两个女儿专等吃盘子中的苹果。请用P、V操作来实现爸爸、妈妈、儿子、女儿之间的同步与互斥关系。
【设计要求】
了解信号量机制，了解并掌握进程同步和互斥机制，熟悉信号量的操作函数，利用信号量实现对共享资源的控制。编程模拟实现这一问题的程序控制，分析处理过程。
<>1. 1.pv操作代码
semaphore empty=2,mutex=1,apple=0,orange=0; void father(){ do{ P(empty);
//等待盘子为空 P(metux); //等待获取对盘子的操作 爸爸向盘中放一个苹果; V(mutex); //释放对盘子的操作 V(apple);
//通知女儿可以来盘子中取苹果}while(TRUE); } void mather(){ do{ P(empty); //等待盘子为空 P(metux);
//等待获取对盘子的操作 妈妈向盘中放一个桔子; V(mutex); //释放对盘子的操作 V(orange); //通知儿子可以来盘子中取橘子 }while(
TRUE); } void son1(){ do{ P(orange); //判断盘子中是否有桔子 P(metux); //等待获取对盘子的操作
儿子1取出盘中的桔子; V(mutex); //释放对盘子的操作 V(empty); //盘子空了，可以继续放水果了 }while(TRUE); } void
son2(){ do{ P(orange); //判断盘子中是否有桔子 P(metux); //等待获取对盘子的操作 儿子2取出盘中的桔子; V(mutex);
//释放对盘子的操作 V(empty); //盘子空了，可以继续放水果了 }while(TRUE); } void daugther1(){ do{ P(
apple); //判断盘子中是否有苹果 P(metux); //等待获取对盘子的操作 女儿1取出盘中的苹果; V(mutex); //释放对盘子的操作 V(
empty); //盘子空了，可以继续放水果了 }while(TRUE); } void daugther2(){ do{ P(apple);
//判断盘子中是否有苹果 P(metux); //等待获取对盘子的操作 女儿2取出盘中的苹果; V(mutex); //释放对盘子的操作 V(empty);
//盘子空了，可以继续放水果了}while(TRUE); } void main() { //四个并发进程的同步执行 cobegin father();
mather(); son();son();daugther();daugther(); coend }
<>2.c++程序代码
#include <stdio.h> #include <stdlib.h> #include <semaphore.h> #include
<errno.h> #include <unistd.h> #define total 2 sem_t remain, apple, orange, mutex
; static unsigned int vremain = 2, vapple = 0, vorange = 0; void *father(void *)
; void *mather(void *); void *son1(void *); void *son2(void *); void *daughter1(
void *); void *daughter2(void *); void print_sem(); int main() { pthread_t fa,
ma, so ,da; sem_init(&remain, 0, total);//总数初始化为2 sem_init(&apple, 0, 0);
//盆子中苹果数, 开始为0 sem_init(&orange, 0, 0);//盆子中梨子数, 开始为0 sem_init(&mutex, 0, 1);
//互斥锁, 初始为1 pthread_create(&fa, NULL, &father, NULL); pthread_create(&ma, NULL,
&mather, NULL); pthread_create(&so, NULL, &son1, NULL); pthread_create(&da, NULL
, &daughter1, NULL); pthread_create(&so, NULL, &son2, NULL); pthread_create(&da,
NULL, &daughter2, NULL); for(;;); } void *father(void *arg) { while(1) {
sem_wait(&remain); sem_wait(&mutex); vremain--; vapple++; printf("父亲放苹果,
剩余空间=%u, 苹果数=%u\n", vremain, vapple); sem_post(&mutex); sem_post(&apple); sleep(
1); } } void *mather(void *arg) { while(1) { sem_wait(&remain); sem_wait(&mutex)
; vremain--; vorange++; printf("母亲放橘子, 剩余空间=%u, 橘子数=%u\n", vremain, vorange);
sem_post(&mutex); sem_post(&orange); sleep(2); } } void *son1(void *arg) { while
(1) { sem_wait(&orange); sem_wait(&mutex); vremain++; vorange--; printf("儿子吃橘子,
剩余空间=%u, 橘子数=%u\n", vremain, vorange); sem_post(&mutex); sem_post(&remain);
sleep(3); } } void *son2(void *arg) { while(1) { sem_wait(&orange); sem_wait(&
mutex); vremain++; vorange--; printf("儿子2吃橘子, 剩余空间=%u, 橘子数=%u\n", vremain,
vorange); sem_post(&mutex); sem_post(&remain); sleep(3); } } void *daughter1(
void *arg) { while(1) { sem_wait(&apple); sem_wait(&mutex); vremain++; vapple--;
printf("女儿1吃苹果, 剩余空间=%u, 苹果数=%u\n", vremain, vapple); sem_post(&mutex); sem_post
(&remain); sleep(3); } } void *daughter2(void *arg) { while(1) { sem_wait(&apple
); sem_wait(&mutex); vremain++; vapple--; printf("女儿2吃苹果, 剩余空间=%u, 苹果数=%u\n",
vremain, vapple); sem_post(&mutex); sem_post(&remain); sleep(3); } } void
print_sem() { int val1, val2, val3; sem_getvalue(&remain, &val1); sem_getvalue(&
apple, &val2); sem_getvalue(&orange, &val3); printf("Semaphore: remain:%d,
apple:%d, orange:%d\n", val1, val2, val3); }
<>3.程序模拟实现截图
第一次模拟实验截图
第二次模拟实验截图