多消费者-多生产者问题

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先给出问题背景：桌子上有一个盘子，每次只能向其中放入一个水果，爸爸专向盘子里放苹果，妈妈专向盘子里放橘子，儿子专等着吃盘子里的橘子，女儿专等着吃盘子里的苹果。只有字盘子是空的时候，爸爸或妈妈才能向盘子里放水果；只有在盘子里有自己想要的水果时，儿子或女儿才能取出盘子里的水果吃掉。

分析：

对盘子的访问要互斥

同步关系(一前一后)

1 父亲将苹果放进盘子后，女儿才能取走苹果

2 母亲将橘子放进盘子后，儿子才能取走橘子

3 盘子为空时，爸爸或妈妈才能往盘子里放水果(盘子为空这个事件可以由女儿或儿子触发)

图示

根据上面的分析，我们可以得出下面的几个信号量

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semaphore mutex = 1; //互斥信号量
semaphore apple = 0;
semaphore orange = 0;
semaphore plate = 1;//一开始父亲或母亲就可以放水果，可以理解为空闲大小

具体代码实现

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semaphore mutex = 1;
semaphore apple = 0;
semaphore orange = 0;
semaphore plate = 1;
dad(){
    while(1){
        准备一个苹果;
        P(plate);
        P(mutex);
        把苹果放入盘子;
        V(mutex);
        V(apple);
    }
}
mom(){
    while(1){
        准备一个橘子;
        P(plate);
        P(mutex);
        把苹果放入盘子;
        V(mutex);
        V(orange);
    }
}
daughter(){
    while(1){
        P(apple);
        P(mutex);
        取出盘子里的水果；
        V(mutex);
        V(plate);
        吃苹果;
    }
}
son(){
    while(1){
        P(orange);
        P(mutex);
        取出盘子里的水果；
        V(mutex);
        V(plate);
        吃苹果;
    }
}

注意这里还是互斥的P操作要写在同步的P操作之后，避免产生死锁问题

现在来考虑考虑，我可不可以不要互斥信号量？

一开始盘子为空，女儿和儿子想运行都会被阻塞，如果父亲先操作，那么会让plate变成0，这个时候母亲要是想放橙子会被阻塞；女儿当然可以拿苹果，其他进程都会被阻塞，如此分析看来，我不要互斥信号量是完全ok的

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semaphore apple = 0;
semaphore orange = 0;
semaphore plate = 1;
dad(){
    while(1){
        准备一个苹果;
        P(plate);
        把苹果放入盘子;
        V(apple);
    }
}
mom(){
    while(1){
        准备一个橘子;
        P(plate);
        把苹果放入盘子;
        V(orange);
    }
}
daughter(){
    while(1){
        P(apple);
        取出盘子里的水果；
         V(plate);
        吃苹果;
    }
}
son(){
    while(1){
        P(orange);
        取出盘子里的水果
        V(plate);
        吃苹果;
    }
}

那如果我的盘子可以放两个水果呢？plate的初始值就是2，当父亲放进苹果后，plate变为1，母亲也想放橙子，发现也可以，于是就出现了父亲母亲同时访问缓冲区的情况，因而，如果缓冲区容量为1，我们可以不设互斥信号量，但如果缓冲区容量大于1，就必须设置信号量

那为了避免出麻烦，我们就不管三七二十一都给他设上互斥信号量，肯定是没有问题的。

最后想说一个思想，在多消费者多生产者的问题中，不同于之前的生产者消费者问题，我们不应该把每个进程看成一个整体来考虑问题，应该将事件拿出来分析问题

就上面的问题来讲，如果我不按时间角度来分析，那就是只有儿子将橘子取走了，母亲才能向盘子里放橘子；只有女儿将苹果取走了，爸爸才能把苹果放在盘子里；那仔细想想，我一定要有这个先后顺序吗，比如说女儿取走苹果之后，既可以是母亲方橘子，也可以是父亲放苹果，因此应该想象成事件间的前后关系，就是只有盘子空了，父亲或母亲才能放水果。

再者，通过栗子，我们应该明白，所谓多消费者多生产者应该不是数量上的多，而应该是种类上的多。

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