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有一个仓库，能够寄存 A 和 B 两种产品，仓库的存储空间足够大，但要求: (1) 一次只能存入一种产品 (A 或 B); (2)-N < (A 产品数量 -B 产品数量) < M。其中，N 和 M 是正整数。试用“寄存 A”和“寄存 B”以及 P、V 操作形容产品 A 与 产品 B 的入库过程。
Semaphore Sa = M - 1;
Semaphore Sb = N - 1;
// 代表还能存入的数量
Semaphore mutex = 1;
process_A() {while(1){P(Sa); // 取一个 A 产品筹备入库
P(mutex);
A 产品入库;
// A 产品入库后还能存入 A 产品数量 -1
V(mutex);
V(Sb); // 还能存入 B 产品数量 +1
}
}
process_B() {while(1){P(Sb); // 取一个 B 产品筹备入库
P(mutex);
B 产品入库;
// B 产品入库后还能存入 B 产品数量 -1
V(mutex);
V(Sa); // 还能存入 A 产品数量 +1
}
}桌子上有一只盘子，最多可包容两个水果，每次只能放入或取出一个水果。爸爸专向盘子放苹果（apple），妈妈专向盘子中放桔子（orange）；两个儿子专等吃盘子中的桔子，两个女儿专等吃盘子中的苹果。请用 P、V 操作来实现爸爸、妈妈、儿子、女儿之间的同步与互斥关系。
Semaphore mutex = 1; // 互斥信号量, 其初值为 1
Semaphore empty = 2; // 记录容许向盘子中放入水果的个数，初值为 2
Semaphore orange = 0; // 盘子中已放入的苹果的个数，初值为 0
Semaphore apple = 0; // 盘子中已放入的桔子的个数，初值为 0
main()
{
Cobegin
{
father // 父亲过程
{while (true)
{P(empty); // 缩小盘中可放入的水果数
P(mutex); // 申请向盘中取、放水果
向盘中放苹果;
V(mutex); // 容许向盘中取、放水果
V(apple); // 递增盘中的苹果数
}
}
mother // 母亲过程
{while (true)
{P(empty); // 缩小盘中可放入的水果数
P(mutex); // 申请向盘中取、放水果
向盘中放桔子;
V(mutex); // 容许向盘中取、放水果
V(orange); // 递增盘中的桔子数
}
}
daughteri（i=1,2）// 两女儿过程
{while (true)
{P(apple); // 缩小盘中苹果数
P(mutex); // 申请向盘中取、放水果
取盘中苹果;
V(mutex); // 容许向盘中取、放水果
V(empty); // 递增盘中可放入的水果数
}
}
sonj（j=1,2）// 两儿子过程
{while (true)
{P(orange); // 缩小盘中桔子数
P(mutex); // 申请向盘中取、放水果
取盘中桔子;
V(mutex); // 容许向盘中取、放水果
V(empty); // 递增盘中可放入的水果数
}
}
}
Coend
}有一个理发师，一把理发椅和 N 把供等待理发的顾客坐的椅子。如果没有顾客，则理发师便在理发师椅子上睡觉；当一个顾客到来时，必须唤醒理发师进行理发；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，他就坐下来等，如果没有空椅子，他就来到。为理发师和顾客各编一段程序（伪代码）形容他们的行为，要求不能带有竞争条件。
Semaphore mutex = 1; // 互斥信号量，初值为 1.
Semaphore Wait = 0; // 期待服务的顾客数
Semaphore barbers= 0; // 期待顾客的理发师数
Int custNum = 0; // 期待的顾客 (还没理发的)
Costumer()
{while(true)
{P(mutex); // 申请理发
if(custNum>0)
{if(custNum<N) // 若期待人数小于 N
{V(mutex); // 开释过程期待
CustNum++；// 减少期待人数
}
else // 若期待人数超过 N
{V(mutex); // 开释过程期待
来到；}
}
else // 若目前无人期待
{V(mutex); // 开释过程期待
V(barbers)；// 如果必要的话，唤醒理发师
理发；来到；P(mutex); // 要求过程期待
custNum--；// 顾客人数减 1
V(mutex); // 开释过程期待
V(wait); // 期待人数减 1
}
}
}
Barber()
{while(true)
{P(mutex); // 要求过程期待
if(custNum ==0) // 目前无顾客
{V(mutex); // 开释过程期待
P(barbers); // 理发师睡觉
}
else
{V(mutex); // 开释过程期待
理发;
}
}
}吸烟者问题。三个吸烟者在一间房间内，还有一个香烟供应者。为了制作并抽掉香烟，每个吸烟者须要三样货色：烟草、纸和火柴。供应者有丰盛的货物提供。三个吸烟者中，第一个有本人的烟草，第二个有本人的纸，第三个有本人的火柴。供应者将两样货色放在桌子上，容许一个吸烟者进行对衰弱不利的吸烟。当吸烟者实现吸烟后唤醒供应者，供应者再放两样货色（随机地）在桌面上，而后唤醒另一个吸烟者。试为吸烟者和供应者编写程序解决问题。
Semaphore S = 1; // 供应者
Semaphore S1,S2,S3; // 三个吸烟者
S1 = S2 = S3 = 0;
bool flag1,flag2,fiag3; // 三种吸烟原料
fiag1=flag2=flag3=true;
Apply() // 供应者
{While(true)
{P(S);
取两样香烟原料放桌上，由 flagi 标记；if (flag2 && flag3) // 供纸和火柴
{V(S1); // 唤醒吸烟者一
}
else if(flag1 && fiag3) // 供烟草和火柴
{V(S2); // 唤醒吸烟者二
}
else // 供烟草和纸
{V(S3); // 唤醒吸烟者三
}
}
}
Smoker1() // 吸烟者一
{While(true)
{P(S1);
取原料；做香烟；V(S); // 唤醒供应者
吸香烟；}
}
smoker2() // 吸烟者二
{While(true)
{P(S2);
取原料；做香烟；V(S); // 唤醒供应者
吸香烟;
}
}
Smoker3() // 吸烟者三
{While(true)
{P(S3);
取原料；做香烟；V(S); // 唤醒供应者
吸香烟;
}
}面包师问题。面包师有很多面包和蛋糕，由 n 个销售人员销售。每个顾客进店后先取一个号，并且等着叫号。当一个销售人员闲暇下来，就叫下一个号。请别离编写销售人员和顾客过程的程序。
Semaphore buyer= 0; // 顾客人数
Semaphore seller = n; // 销售人员数
Semaphore mutex_s = 1; // 用于销售人员的互斥信号量
Semaphore mutex_b = 1; // 用于顾客的互斥信号量
int count_s = 0; // 记录取号的值
int count_b = 0; // 记录叫号的值
void Buy() // 顾客过程
{
进店；P(mutex_b); // 取号
count_b++;
V(mutex_b);
V(buyer);
P(seller); // 期待叫号
买面包；来到
}
void Sell()
{while(true)
{P(buyer);
P(mutex_s); // 叫号
count_s++;
叫编号为 count_s 的顾客；V(mutex_s);
V(seller)；}
}桌上有一空盘，运行寄存一只水果，爸爸可向盘中放苹果，也可放桔子，儿子专等吃盘中的桔子，女儿专等吃盘中的苹果。规定当盘中空时一次只能放一个水果供吃者取用，用 P,V 原语实现爸爸儿子和女儿 3 个并发过程的同步。
Semaphore S = 1; //S 示意盘子是否为空；Semaphore Sa = 0; //Sa 示意盘中是否有苹果；Semaphore Sb = 0; //Sb 示意盘中是否有桔子；Father() // 父亲过程
{while(TRUE)
{P(S);
将水果放入盘中;
if (放入的是桔子)
V(Sb);
else
V(Sa);
}
}
Son() // 儿子过程
{while(TRUE)
{P(Sb);
从盘中取出桔子；V(S);
吃桔子;
}
}
Daughter() // 女儿过程
{while(TRUE)
{P(Sa);
从盘中取出苹果；V(S);
吃苹果;
}
}写者优先的读者--写者问题。读者 - 写者问题为数据库拜访建设了一个模型。例如, 一个零碎, 其中有许多竞争的过程试图读写其中的数据, 多个过程同时读是能够承受的, 但如果一个过程正在更新数据库, 则所有的其余过程都不能拜访数据库，即便读操作也不行。写者优先是指当一个写者达到时，将阻止其前面的读者进入数据库，直到其来到为止。
Semaphore Mut1, Mut2, Wmutex, Fmutex; // 互斥信号量
int Rcount, Wcount; // 读写者人数
Mut1 = Mut2 = WMutex = Fmutex = 1;
Rcount = Wcount = 0;
Writer() // 写者过程
{While(true)
{P(Mut1);
Wcount=Wcount+1；If (Wcount==1)
{P(Fmutex); // 如有读者，写者阻塞在此处
}
V(Mut1);
P(WMutex);
写；V(Wmutex);
P(Mut1);
Wcount=Wcount-1;
If (Wcount==0)
{V(Fmutex);
}
V(Mut1);
}
}
Reader() // 读者过程
{While(true)
{P(Mut2);
Rcount=Rcount+1;
If (Rcount==1)
{P(Fmutex);
}
V(Mut2);
读；P(Mut2);
Rcount=Rcount-1;
If (Rcount==0)
{V(Fmutex);
}
V(Mut2);
}
}在天津大学与南开大学之间有一条蜿蜒的小路，这条路上每次每个方向上只容许一辆自行车通过。但其中有一个小的安全岛 M，同时容许两辆自行车停留，可供两辆自行车已从两端进入小路的状况下错车应用。如图所示。
上面的算法能够使来往的自行车均可顺利通过。其中应用了 4 个信号量，T 代表天大路口资源，S 代表南开路口资源，L 代表从天大到安全岛一段路的资源，K 代表从南开到安全岛一段路的资源。程序如下，请在空白地位处填写适当的 PV 操作语句，每处空白可能蕴含若干个 PV 操作语句。begin
t:=1;s:=1;l:=1;k:=1;
cobegin
从天大到南开的过程
begin
______(1)______
通过 L 路段;
进入安全岛 M；______(2)______
通过 K 路段
______(3)______
end
从南开到天大的过程
begin
略，与“从天大到南开的过程”相同。end
coend
end解答：
(1) P(t); P(l);
(2) V(l); P(k);
(3) V(k); V(t);
三个过程 P1、P2、P3 互斥应用一个蕴含 N(N>0) 个单元的缓冲区。P1 每次用 produce() 生成一个正整数并用 put() 送入缓冲区某一空单元中;P2 每次用 getodd() 从该缓冲区中取出一个奇数并用 countodd() 统计奇数个数;P3 每次用 geteven() 从该缓冲区中取出一个偶数并用 counteven() 统计偶数个数。请用信号量机制实现这三个过程的同步与互斥流动, 并阐明所定义信号量的含意。要求用伪代码形容。
P1()
{While(true)
{X = produce(); // 生成一个数
P(empty); // 是否有空单元格
P(mutex); // 进入临界区
Put();
if(X%2 == 0)
V(s2); // 如果是偶数，向 P3 发出信号
else
V(s1); // 如果是奇数，向 P2 发出信号
V(mutex); // 来到临界区，开释互斥信号量
}
}
P2()
{While(true)
{P(s1); // 收到 P1 发送来的信号，已产生奇数
P(mutex); // 进入临界区
getodd();
countodd():=countodd()+1;
V(mutex);
V(empty); // 来到临界区，开释互斥信号量
}
}
P3()
{While(true)
{P(s2) // 收到 P1 发送来的信号，已产生偶数
P(mutex); // 进入临界区
geteven();
counteven():=counteven()+1;
V(mutex);
V(empty); // 来到临界区，开释互斥信号量
}
}
