司机 售货员操作系统死锁

Question

#include<stdio.h>
#include<stdlib.h>
#include<unistd.h>
#include<semaphore.h>
#include<sys/wait.h>

sem_t start;
sem_t mid;
sem_t end;

void driver_behavior() {
    sem_wait(&start);   //阻塞自己，等待conductor通知
    printf("司机启动汽车!\n");
    printf("汽车行驶中!\n");
    sem_post(&mid); //通知conductor售票
    sleep(2);
    printf("司机停车\n");
    sem_post(&end); //通知conductor开门
}

void conductor_behavior() {
    printf("售货员开始关门!\n");
    sem_post(&start);   // 通知driver
    sem_wait(&mid);     // 阻塞自己直到driver通知
    printf("售票员开始售票!\n");
    printf("售票中!\n");
    sleep(1);
    sem_wait(&end); //阻塞自己直到driver通知
    printf("售货员开门!\n");
}
int main() {
    pid_t driver_pid, conductor_pid;
    //初始化
    sem_init(&start, 1, 0);
    sem_init(&mid, 1, 0);
    sem_init(&end, 1, 0);

    // 创建司机进程
    driver_pid = fork();
    if (driver_pid == -1) {
        perror("Failed to create driver process");
        exit(EXIT_FAILURE);
    }

    if (driver_pid == 0) { // 司机进程
        driver_behavior();
        exit(EXIT_SUCCESS);
    }

    // 创建售票员进程
    conductor_pid = fork();
    if (conductor_pid == -1) {
        perror("Failed to create conductor process");
        exit(EXIT_FAILURE);
    }

    if (conductor_pid == 0) { // 售票员进程
        conductor_behavior();
        exit(EXIT_SUCCESS);
    }

    // 等待子进程结束
    int status;
    if (waitpid(driver_pid, &status, 0) == -1) {
        perror("Error waiting for driver process");
    }
    if (waitpid(conductor_pid, &status, 0) == -1) {
        perror("Error waiting for conductor process");
    }

    // 销毁信号量
    sem_destroy(&start);
    sem_destroy(&mid);
    sem_destroy(&end);

    return 0;
}

Answer 1

让阿豪来帮你解答，本回答参考chatgpt3.5编写提供，如果还有疑问可以评论或留言

这段代码是一个简单的进程间通信的例子，使用了信号量来实现进程之间的同步和互斥。 具体而言，代码中创建了两个进程，分别是“司机”和“售票员”，并且它们之间需要进行协作才能完成一次发车的过程。具体的流程如下：

1. 司机进程先通过sem_wait(&start)函数来阻塞自己，等待售票员进程的通知，表示售票员已经准备好了。
2. 售票员进程通过sem_post(&start)函数来通知司机进程，表示售票员已经准备好了。
3. 司机进程收到通知后，就可以进行发车前的准备操作，比如检查油量、刹车等。
4. 准备完成后，司机进程再通过sem_post(&mid)函数来通知售票员进程，表示司机已经可以开始行驶了。
5. 售票员进程收到通知后，就可以开始检票售票。
6. 行驶过程中，司机进程不会再进行通信操作。
7. 当司机进程到达目的地，经过sem_post(&end)函数来通知售票员进程，表示已经停车并且可以开门了。
8. 售票员进程收到通知后，就开始开门并且结束本次发车过程。 需要注意的是，进程之间的通信需要保证同步和互斥，否则可能会出现一些不可预期的结果。在这个例子中，定义了三个信号量，分别是start、mid和end，用来控制不同的阶段。另外，在使用sem_wait和sem_post函数时，需要保证信号量的值已经初始化，否则可能会出现卡死的情况。因此，在代码中使用了sem_init函数来进行信号量的初始化。 下面是一个简单的案例说明，假如售货员需要先通知司机才能开始工作，司机完成工作后再通知售货员，整个过程需要进行同步和互斥。 代码如下：

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <unistd.h>
#include <semaphore.h>
#include <sys/wait.h>
sem_t start;
sem_t end;
void driver() {
    sem_wait(&start);
    printf("司机：已收到售货员的通知，开始驾驶\n");
    sleep(3);
    printf("司机: 到达目的地，通知售货员\n");
    sem_post(&end);
}
void conductor() {
    printf("售货员：通知司机先驾驶\n");
    sem_post(&start);
    sem_wait(&end);
    printf("售货员：司机已到达目的地，开始工作\n");
}
int main() {
    sem_init(&start, 0, 0);
    sem_init(&end, 0, 0);
    pid_t driver_pid, conductor_pid;
    driver_pid = fork();
    if (driver_pid == -1) {
        perror("Failed to create driver process");
        exit(EXIT_FAILURE);
    }
    if (driver_pid == 0) {
        driver();
        exit(EXIT_SUCCESS);
    }
    conductor_pid = fork();
    if (conductor_pid == -1) {
        perror("Failed to create conductor process");
        exit(EXIT_FAILURE);
    }
    if (conductor_pid == 0) {
        conductor();
        exit(EXIT_SUCCESS);
    }
    int status;
    if (waitpid(driver_pid, &status, 0) == -1) {
        perror("Error waiting for driver process");
    }
    if (waitpid(conductor_pid, &status, 0) == -1) {
        perror("Error waiting for conductor process");
    }
    sem_destroy(&start);
    sem_destroy(&end);
    return 0;
}

在这个案例中，售货员需要先通知司机开始行驶，司机完成后再通知售货员开始工作。 我们定义了两个信号量，start和end，用来实现进程之间的同步。在driver函数中，司机进程通过sem_wait(&start)函数来阻塞自己等待售货员的通知，然后打印一条日志，表示司机已经收到了售货员的通知，并开始行驶。接着，司机进程再通过sem_post(&end)函数来通知售货员，表示已经到达目的地。 在conductor函数中，售货员进程先打印一条日志，表示已经通知司机开始行驶。然后，售货员进程通过sem_post(&start)函数来通知司机开始行驶，并且通过sem_wait(&end)函数来等待司机的通知，表示已经到达目的地。当售货员收到司机的通知后，就可以打印一条日志，表示开始工作了。 最后，在主函数中创建了司机进程和售货员进程，并等待它们的结束。在这个例子中，其实售货员的工作可以在司机进程完成后才开始，因此并不需要等待售货员进程结束，但是为了演示进程间的同步过程，我们还是等待了售货员进程的结束。 运行上述代码，可以得到如下的输出结果：

售货员：通知司机先驾驶
司机：已收到售货员的通知，开始驾驶
司机: 到达目的地，通知售货员
售货员：司机已到达目的地，开始工作