操作系统PV操作例题 订阅+ 进入阅读模式

PV操作是操作系统中实现进程同步与互斥的重要机制，通过信号量的P（申请资源）和V（释放资源）操作协调进程行为。以下为经典例题解析：

例题1：生产者消费者问题。问题描述：生产者向缓冲区放产品，消费者从缓冲区取产品，缓冲区容量为n。设置信号量：mutex（互斥信号量，初值1，保证缓冲区互斥访问）、empty（资源信号量，初值n，表示空缓冲区数量）、full（资源信号量，初值0，表示满缓冲区数量）。

生产者进程：

while(1){

生产产品;

P(empty); // 申请空缓冲区

P(mutex); // 进入临界区

将产品放入缓冲区;

V(mutex); // 退出临界区

V(full); // 增加满缓冲区数量

}

消费者进程：

while(1){

P(full); // 申请满缓冲区

P(mutex); // 进入临界区

从缓冲区取产品;

V(mutex); // 退出临界区

V(empty); // 增加空缓冲区数量

消费产品;

}

解析：通过empty和full控制缓冲区资源分配，mutex保证对缓冲区的互斥操作，避免多个进程同时修改缓冲区导致数据不一致。

例题2：读者写者问题。问题描述：多个读者可同时读文件，写者需独占文件，写者优先。设置信号量：rwmutex（互斥信号量，初值1，控制读写互斥）、wmutex（互斥信号量，初值1，控制写者优先）、readcount（读者计数，初值0）。

读者进程：

P(wmutex); // 写者优先，阻止新读者进入

readcount++;

if(readcount==1) P(rwmutex); // 第一个读者申请读写互斥

V(wmutex);

读文件;

P(wmutex);

readcount--;

if(readcount==0) V(rwmutex); // 最后一个读者释放

V(wmutex);

写者进程：

P(wmutex);

P(rwmutex);

写文件;

V(rwmutex);

V(wmutex);

解析：wmutex确保写者优先，当有写者等待时，新读者会被阻塞，直至写者完成操作。