大学男女洗澡问题讨论ppt课件

大学男女洗澡问题,第四小组,1,问题描述,假设一个大学为了卖弄其政治上的正确性，准备把美国最高法院的信条“平等但隔离其本身就是不平等”运用在种族上也运用在性别上，从而结束校园内长期使用的浴室按性别隔离的做法。但是，为了迁就传统习惯，学校颁布法令：当有一个女生在浴室里，那么其他女生可以进入，但是男生不行。反之亦然。在每个浴室的门上有一个滑动指示符，表示当前处于以下的三种可能状态之一：空有女生有男生用你偏好的编写伪代码（女生进入，男生进入，女生离开，男生离开）请用P.V操作,2,PV操作,PV操作及信号量的概念都是由荷兰科学家E.W.Dijkstra提出的。信号量S是一个整数，S大于等于零时代表可供并发进程使用的资源实体数，但S小于零时则表示正在等待使用共享资源的进程数。P操作申请资源：（1）S减1；（2）若S减1后仍大于等于零，则进程继续执行；（3）若S减1后小于零，则该进程被阻塞后进入与该信号相对应的队列中，然后转入进程调度。V操作释放资源：（1）S加1；（2）若相加结果大于零，则进程继续执行；（3）若相加结果小于等于零，则从该信号的等待队列中唤醒一个等待进程，然后再返回原进程继续执行或转入进程调度。,3,问题分析（流程图）,4,设计思路（以男生为例）,一、当一个男生想进入澡堂的时候，他要判断：澡堂是不是满了P(empty)澡堂里有没有女生P(g)如果满了，或者有女生，那么P操作就会调用阻塞原语来阻塞男生进程，其结果表现为男生必须等待其中,g是根据女生人数生成的一个信号量。二、如果男生可以进入澡堂，即P(empty)和P(g)均未阻塞/男生进入澡堂boynum+;三、进入澡堂之后，调用V(mutex)释放资源，来允许其他人进入四、/洗澡，离开boynum-;五、如果最后一个男生洗完澡之后，就通知正在等待的女生进入（如果有的话）（进程通信）if(boynum=0)V(b);六、释放澡堂资源,5,设计要点和关键技术,线程的同步与互斥信号量上的P、V操作算法使用JAVA开发平台,6,伪代码,intboynum=0;/表示澡堂中男生人数，初始值为0intgirlnum=0;/表示澡堂中女生人数，初始值为0booleanb=1;/表示澡堂中是否有男生，b=1表示没有男生，b=0表示有男生booleang=1;/表示澡堂中是否有女生，g=1表示没有女生，g=0表示有女生intempty=n;/表示澡堂的容量，最多能容纳多少人，表示空位置的个数booleanmutex=1;/互斥信号量boy()/男生进程P(mutex);/控制男女生不能同时进入澡堂p(empty);/进入条件一：澡堂满时不能进入,7,g=have(girlnum);/当girlnum0时(有女生),返回0;当girlnum=0时(没女生),返回1P(g);/进入条件二：有女生时不能进入/男生进入澡堂boynum+;V(mutex);/放在这个位置是为了避免澡堂只被一个人占用的情况/洗澡，离开boynum-;if(boynum=0)V(b);/最后一个男生离开澡堂后,即boynum=0,就通知女生进入（唤醒正在等待的女生进程）V(empty);girl()/女生进程P(mutex);P(empty);b=have(boynum);P(b);,8,/女生进入澡堂girlnum+;V(mutex);/洗澡，离开girlnum-;if(girlnum=0)V(g);V(empty);booleanhave(intnum)if(num0)return0;elsereturn1;,9,注意事项,1、P(mutex)是为了满足忙则等待的原则，避免男女生同时进入（进程互斥）2、empty表示澡堂的容量，或者说空位置的个数（还能容纳多少人），当澡堂满的时候，empty=03、V(mutex)的位置选择,10,总结,1互斥量与临界区的作用非常相似，但互斥量是可以命名的，也就是说它可以跨越进程使用。所以创建互斥量需要的资源更多，所以如果只为了在进程内部是用的话使用临界区会带来速度上的优势并能够减少资源占用量。因为互斥量是跨进程的互斥量一旦被创建，就可以通过名字打开它。2互斥量（Mutex），信号灯（Semaphore），事件（Event）都可以被跨越进程使用来进行同步数据操作，而其他的对象与数据同步操作无关，但对于进程和线程来讲，如果进程和线程在运行状态则为无信号状态，在退出后为有信号状态。所以可以使用WaitForSingleObject来等待进程和线程退出。3通过互斥量可以指定资源被独占的方式使用，但如果有下面一种情况通过互斥量就无法处理，比如现在一位用户购买了一份三个并发访问许可的数据库系统