信号量问题----父母子女四人吃水果

问题分析:

父亲放苹果  女儿吃苹果  母亲放梨子  儿子吃梨子, 盆子最多放N个水果

mutex = 1;
盆子剩下空间 = N
苹果数 = 0
梨子数 = 0


父亲: 盆子有空就放苹果.满了就不放了.
母亲: 盆子有空就放梨子.满了就不放了.
女儿: 盆子有苹果就吃, 没有就等
儿子: 盆子有梨子就吃, 没有就等


父亲: p(盆子剩下空间) p(mutex)  ..........  v(mutex) v(苹果数)
母亲: p(盆子剩下空间) p(mutex)  ..........  v(mutex) v(梨子数)
女儿: p(苹果数) p(mutex)  ..........  v(mutex) v(盆子剩下空间)

儿子: p(梨子数) p(mutex)  ..........  v(mutex) v(盆子剩下空间)

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <semaphore.h>
#include <errno.h>

#define total 20

sem_t remain, apple, pear, mutex;
static unsigned int vremain = 20, vapple = 0, vpear = 0;

void *father(void *);
void *mather(void *);
void *son(void *);
void *daughter(void *);
void print_sem();

int main() {
	pthread_t fa, ma, so, da;
	sem_init(&remain, 0, total);//总数初始化为20
	sem_init(&apple, 0, 0);//盆子中苹果数, 开始为0
	sem_init(&pear, 0, 0);//盆子中梨子数, 开始为0
	sem_init(&mutex, 0, 1);//互斥锁, 初始为1

	pthread_create(&fa, NULL, &father, NULL);
	pthread_create(&ma, NULL, &mather, NULL);
	pthread_create(&so, NULL, &son, NULL);
	pthread_create(&da, NULL, &daughter, NULL);

	for(;;);
}

void *father(void *arg) {
	while(1) {
		sem_wait(&remain);
		sem_wait(&mutex);
		printf("父亲: 放苹果之前, 剩余空间=%u, 苹果数=%u\n", vremain--, vapple++);
		printf("父亲: 放苹果之后, 剩余空间=%u, 苹果数=%u\n", vremain, vapple);
		sem_post(&mutex);
		sem_post(&apple);
		sleep(1);
	}
}

void *mather(void *arg) {
	while(1) {
		sem_wait(&remain);
		sem_wait(&mutex);
		printf("母亲: 放梨子之前, 剩余空间=%u, 梨子数=%u\n", vremain--, vpear++);
		printf("母亲: 放梨子之后, 剩余空间=%u, 梨子数=%u\n", vremain, vpear);
		sem_post(&mutex);
		sem_post(&pear);
		sleep(2);
	}
}

void *son(void *arg) {
	while(1) {
		sem_wait(&pear);
		sem_wait(&mutex);               
		printf("儿子: 吃梨子之前, 剩余空间=%u, 梨子数=%u\n", vremain++, vpear--);
		printf("儿子: 吃梨子之后, 剩余空间=%u, 梨子数=%u\n", vremain, vpear);
		sem_post(&mutex);
		sem_post(&remain);
		sleep(3);
	}
}

void *daughter(void *arg) {
	while(1) {
		sem_wait(&apple);
		sem_wait(&mutex);
		printf("女儿: 吃苹果之前, 剩余空间=%u, 苹果数=%u\n", vremain++, vapple--);
		printf("女儿: 吃苹果之前, 剩余空间=%u, 苹果数=%u\n", vremain, vapple);
		sem_post(&mutex);
		sem_post(&remain);
		sleep(3);
	}
}

void print_sem() {
	int val1, val2, val3;
	sem_getvalue(&remain, &val1);
	sem_getvalue(&apple, &val2);
	sem_getvalue(&pear, &val3);
	printf("Semaphore: remain:%d, apple:%d, pear:%d\n", val1, val2, val3);
}

gcc -lpthread -o 执行文件 源文件

运行结果:

父亲: 放苹果之前, 剩余空间=20, 苹果数=0
父亲: 放苹果之后, 剩余空间=19, 苹果数=1
母亲: 放梨子之前, 剩余空间=19, 梨子数=0
母亲: 放梨子之后, 剩余空间=18, 梨子数=1
儿子: 吃梨子之前, 剩余空间=18, 梨子数=1
儿子: 吃梨子之后, 剩余空间=19, 梨子数=0
女儿: 吃苹果之前, 剩余空间=19, 苹果数=1
女儿: 吃苹果之前, 剩余空间=20, 苹果数=0
父亲: 放苹果之前, 剩余空间=20, 苹果数=0
父亲: 放苹果之后, 剩余空间=19, 苹果数=1