睡眠的理发师问题

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前言

​ 睡眠的理发师问题是操作系统中P、V操作部分的经典问题

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睡眠的理发师问题

1. 问题描述

理发店理有一位理发师、一把理发椅和n把供等候理发的顾客坐的椅子，要求：

1. 如果没有顾客，理发师便在理发椅上睡觉
2. 一个顾客到来时，它必须叫醒理发师
3. 如果理发师正在理发时又有顾客来到，则如果有空椅子可坐，就坐下来等待，否则就离开

2. 问题分析

​ 理发师和顾客是同步关系，理发师等待顾客来，然后为顾客服务，顾客来了之后叫醒理发师，执行上是有先后顺序的，所以应该有两个同步信号量，且散在两个进程里；另一方面，顾客对椅子的操作又是互斥的，属于竞争关系，所以需要互斥信号量来保证椅子的数量准确。

3. P、V操作

int waiting = 0; // 等候理发师 顾客坐的椅子数
int CHAIRS = N;  // 为顾客准备的椅子数
semaphore customers = 0; // 等候的顾客数
semaphore barbers = 0;   // 空闲的理发师数
semaphore mutex = 1;     // 互斥信号量，保证waiting++操作完整进行

cobegin
process barber() {  // 理发师
    while(true) {
        P(customers); // 有顾客吗？若无顾客，理发师睡眠
        P(mutex);     // 保证waiting--完整进行
        // 若有顾客时，进入临界区
        waiting--;    // 等候区顾客数减一
        V(barbers);   // 理发师准备为顾客理发
        V(mutex);
        cut_hair();   // 理发师正在理发（非临界区）
    }
}

process customer_i() {  // 顾客
    P(mutex);     // 进入临界区
    if(waiting < CHAIRS) {  // 有空椅子
    	waiting++;    // 等候顾客加一
        V(customers); // 唤醒理发师
    	V(mutex);     // 退出临界区
   	 	P(barbers);   // 理发师忙，顾客坐下等待
   	 	get_haircut();// 否则顾客坐下理发
    } else
    	V(mutex);     // 没椅子，顾客走人
}
coend

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