第七章 不太遥远的经典问题
7.5 法纳尔大厅问题（The Faneuil Hall problem）
这个问题是由格兰特哈钦斯（Grant Hutchins）写的，他的灵感来自一位在波士顿法纳尔大厅宣誓加入美国的朋友。
“有三种线程：移民、观众和一名法官。移民必须排队等候，登记，然后坐下。在某个时候，法官进入大楼。当法官在大楼内时，任何人不得进入，移民不得离开。观众可能会离开。一旦所有移民入境，法官可以确认归化。确认后，移民领取他们的美国公民证书。法官在确认后的某个时间离开。观众现在可以像以前一样进入。移民获得证书后，他们可以离开。”
为了使这些需求更具体，让我们给线程一些要执行的函数，并对这些函数进行约束。
- 移民必须调用enter, checkIn, sitDown, swear, getCertificate 和 leave.
- 法官调用enter, confirm 和 leave
- 观众调用enter, spectate 和 leave
- 当法官在大楼里面时，没有人能调用enter，移民不能调用leave
- 所有移民调用enter和checkIn之后，法官才能调用confirm
- 法官执行confirm后，移民才能调用getCertificate
7.5.1 法纳尔大厅问题提示
noJudge是新移民和观众的旋转门; 它还保护entered，entered计算房间内的移民数量。 checked计算已登记的移民人数; 它受互斥锁保护。
法官执行confirm后，发出confirmed信号。
7.5.2 法纳尔大厅问题方案
以下是移民的代码：
移民进入时会通过旋转栅门; 当法官在房间里时，旋转门被锁定。
进入后，移民必须获得互斥锁才能登记并更新checked。如果有法官在等待，最后一个登记的移民会发出allSignedIn信号并将互斥锁传递给法官。
以下是法官的代码：
法官持有noJudge信号量，以禁止移民和观众进入，以及互斥锁mutex，以便访问entered和checked。
如果在法官到达的时候，每个人进入的人都已经登记，则她可以立即进行处理。 否则，她必须放弃互斥并等待。 当最后一个移民登记完并发出allSignedIn信号时，可以认为法官将重新获得互斥锁。
在调用confirm之后，法官向每个已经登记的移民发出一次confirmed信号，然后重置计数器（“我会为你做”的一个例子）。 然后法官离开并释放互斥和noJudge。
在法官发出confirmed信号后，移民同时调用swear和getCertificate，然后等待noJudge旋转门打开后再离开。
观众的代码很容易; 他们必须遵守的唯一限制是noJudge旋转门。
注意：在这个解决方案中，移民在获得证书后可能会被另一位法官卡住，在下一批移民中发誓。 如果发生这种情况，他们可能不得不一直等到另一个宣誓仪式完成。
思考：修改此解决方案以处理额外的约束，即在法官离开后，所有已宣誓的移民必须在法官再次进入之前离开。
7.5.3 扩展的法纳尔大厅问题提示
我的解决方案使用以下附加变量：
由于扩展问题涉及到额外的会合点，我们可以用两个信号量来解决它。
另一个提示：我发现再次使用“传递接力棒”模式很有用。
7.5.4 扩展的法纳尔大厅问题方案
此解决方案的上半部分与之前相同。 差异从第21行开始。移民在这里等待法官离开。
对于法官而言，差异从第18行开始。当法官准备离开时，她不能释放noJudge，因为这将允许更多的移民，可能还有另一名法官进入。 相反，她发出exit信号，允许一名移民离开，并传递互斥锁。
获得信号的移民递减checked，然后将接力棒传递给下一个移民。 离开的最后一个移民发出allGone信号并将互斥锁传递给法官。 这个回传并不是绝对必要的，但是它有一个很好的功能，即法官释放互斥mutex和noJudge来干净利索地结束这一阶段。
扩展问题中观众的代码没有变化。