《计算机操作系统》——经典进程同步问题

生产者-消费者问题

• 每个程序中用于实现互斥的wait(mutex)和signal(mutex)必须成对出现。
• 对资源信号量empty和full的wait和signal操作，同样需要成对出现，但分别处于不同的程序中。
• 在每个程序的多个wait操作顺序不能颠倒。应该先执行对资源信号量的wait操作，然后再执行对互斥信号量的wait操作，否则可能引起进程死锁。（我理解就是先拿到了临界区权限却因为empty或full无法访问临界区，使本进程阻塞，而另一个进程又因为没有访问权限而阻塞）

多生产者-消费者问题

  桌上有一个盘子，每次只能放一个水果，爸爸专门放苹果，女儿只吃苹果，妈妈专门放橘子，儿子只吃橘子。

• 若盘子容量只有1，可以不设置专门的互斥变量mutex：
  
• 但若盘子容量>1，不设置互斥变量mutex，可能会导致多生产者同时访问临界区造成数据覆盖。

吸烟者问题

• 吸烟者问题能为“可以生产多个产品的单生产者”问题提供思路
• “轮流让各个吸烟者吸烟”这里使用一个整形变量i实现
• 若一个生产者要生产多种产品（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。

读者-写者问题

  有读者和写者两组并发进程，共享一个文件，当两个或两个以上的读进程同时访问共享数据时不会产生副作用，但若某个写进程和其他进程（读进程或写进程）同时访问共享数据时可能导致数据不一致的错误。

• 问题一：
  ①允许多个读者可以同时对文件执行读操作
  ②只允许一个写者往文件中写信息
  ③任一写者在完成写操作之前不允许其他读者或者写者工作
  
• 问题二：
  ①允许多个读者可以同时对文件执行读操作
  ②只允许一个写者往文件中写信息
  ③任一写者在完成写操作之前不允许其他读者或者写者工作
  ④写者执行写操作前，应让已有的读者和写者全部退出
  

哲学家进餐问题

  一张圆桌上坐着5名哲学家，每两个哲学家之间的桌上摆一根筷子，哲学饥饿时，试图拿起左、右两根筷子（一根一根拿）。如果筷子已经在他人手上，就需要等待，拿到两根才能进餐。（同时使用多个临界资源的问题）

错误例子：
可能会出现每位哲学家都拿一根筷子，导致死锁的问题。

解决方案：

• 最多允许4个哲学家同时去拿左边的筷子，最终能保证至少有一位哲学家能够进餐，并在使用完毕后能释放他用过的两只筷子，使更多哲学家能够进餐
• 规定奇数号哲学家先拿左边筷子，然后再拿右边；而偶数号哲学家则相反。最终总会有一位哲学家能获得两只筷子进餐
• 仅当哲学家的左右两只筷子都可以使用时，才允许他拿起筷子进餐
• 各个哲学家拿筷子必须互斥执行