在linux环境下,巧妙运用信号量解决水果放取问题,这是一个有趣且实用的多线程同步问题。以下是该问题的思维导图、代码演示和思路解析。

一. 信号量相关实验回顾
二. 巧妙运用信号量解决水果放取问题(思维导图&代码演示&思路解析)
问题描述:一个盘子只能放一个水果,爸爸往里面放苹果,妈妈往里面放橘子,儿子专门等吃橘子,女儿专门等吃苹果。只要盘子空,爸爸或妈妈就可以往里面放水果;仅当盘子里有自己需要的水果时,儿子或女儿才可以取出吃。
设置三个信号量:
plate:初始值为1,优先执行,面向父母端。appleReady:初始值为0,对应女儿等待苹果。orangeReady:初始值为0,对应儿子等待橘子。定义:
fruitOnPlate:表示盘子中是否有水果。fruitType:表示盘子中水果的类型。https://www.php.cn/link/93ac0c50dd620dc7b88e5fe05c70e15bdefine APPLE 1 和 https://www.php.cn/link/93ac0c50dd620dc7b88e5fe05c70e15bdefine ORANGE 2:表示水果类型。信号量操作:
sem_wait()
sem_post()

代码语言:C
运行次数:0
https://www.php.cn/link/93ac0c50dd620dc7b88e5fe05c70e15binclude <stdio.h>
https://www.php.cn/link/93ac0c50dd620dc7b88e5fe05c70e15binclude <stdlib.h>
https://www.php.cn/link/93ac0c50dd620dc7b88e5fe05c70e15binclude <pthread.h>
https://www.php.cn/link/93ac0c50dd620dc7b88e5fe05c70e15binclude <semaphore.h>
https://www.php.cn/link/93ac0c50dd620dc7b88e5fe05c70e15binclude <unistd.h>
https://www.php.cn/link/93ac0c50dd620dc7b88e5fe05c70e15bdefine APPLE 1
https://www.php.cn/link/93ac0c50dd620dc7b88e5fe05c70e15bdefine ORANGE 2
// 表示放入水果
int fruitOnPlate = 0;
int fruitType = 0;
// 设置信号量
sem_t plate, appleReady, orangeReady;
void *father(void *arg) {
while (1) {
sem_wait(&plate);
fruitOnPlate = 1;
fruitType = APPLE; // 放入苹果
printf("Father put an apple.\n");
sem_post(&appleReady);
sleep(rand() % 10); // 睡眠随机时间
}
}
void *mother(void *arg) {
while (1) {
sem_wait(&plate);
fruitOnPlate = 1;
fruitType = ORANGE; // 放入橘子
printf("Mother put an orange.\n");
sem_post(&orangeReady);
sleep(rand() % 10); // 睡眠随机时间
}
}
void *son(void *arg) {
while (1) {
sem_wait(&orangeReady); // 等待橘子
if (fruitType == ORANGE) {
printf("Son ate an orange.\n");
sem_post(&plate);
}
}
}
void *daughter(void *arg) {
while (1) {
sem_wait(&appleReady); // 等待苹果
if (fruitType == APPLE) {
printf("Daughter ate an apple.\n");
sem_post(&plate);
}
}
}
int main() {
pthread_t f_thread, m_thread, son_thread, dau_thread;
sem_init(&plate, 0, 1);
sem_init(&appleReady, 0, 0);
sem_init(&orangeReady, 0, 0);
pthread_create(&f_thread, NULL, father, NULL);
pthread_create(&m_thread, NULL, mother, NULL);
pthread_create(&son_thread, NULL, son, NULL);
pthread_create(&dau_thread, NULL, daughter, NULL);
pthread_join(f_thread, NULL);
pthread_join(m_thread, NULL);
pthread_join(son_thread, NULL);
pthread_join(dau_thread, NULL);
sem_destroy(&plate);
sem_destroy(&appleReady);
sem_destroy(&orangeReady);
return 0;
}通过以上代码,我们可以看到信号量的巧妙运用,确保了水果放取的正确性和同步性。
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