pv操作经典例题停车场

PV操作经典例题：停车场

PV操作是一种用于进程同步和互斥的方法，它通常应用于并发程序设计中。针对这个经典的例题——停车场，我们从多个角度分析如何使用PV操作实现对停车场车辆进出的控制。

一、停车场模型

1.状态定义

我们定义一个停车场模型，包含以下状态：

空车位数：parking

停车场当前停车量：count

停车场最大容量：MAX

2.进出模型

车辆进入时，如果还有空车位，车辆可以直接入库，入库后停车场空车位数减1，停车场当前停车量加1；如果没有空车位，车辆需要等待。车辆出库时，车辆直接离开停车场，停车场当前停车量减1，停车场空车位数加1。

3.增加互斥量

由于多个车辆同时到达停车场可能会同时判断空车位数，这就需要增加互斥量来控制访问。

二、PV操作

PV操作是一个封装了两个原语wait()和signal()的模组。wait()用于申请对共享资源的访问，如果资源已被占用，则请求进程要等待直到该资源被释放；signal()用于释放共享资源。对于上述停车场模型，我们可以使用semaphore实现PV操作。

1.定义semaphore

我们定义两个semaphore：

mutex：互斥量

empty：停车场空车位量

2.进入停车场

车辆进入停车场时，先对empty进行PV操作，如果empty为0，则等待其他车辆离开；如果empty不为0，则将当前停车场车辆数count加1。

再对mutex进行PV操作，对共享资源parking进行更新操作。

对mutex进行signal()操作，释放锁。

3.离开停车场

车辆离开停车场时，车辆先对mutex进行PV操作，获取锁，再对共享资源parking进行更新操作。

对mutex进行signal()操作，释放锁。

对empty进行signal()操作，空车位数加1。

三、实现过程

1.初始化信号量和停车场状态。

int parking = 0, MAX = 10, count = 0;

semaphore mutex = 1, empty = MAX;

2.进入停车场操作

wait(empty);

count++;

wait(mutex);

parking++;

signal(mutex);

3.离开停车场操作

wait(mutex);

parking--;

signal(mutex);

signal(empty);

四、总结

针对停车场模型，我们通过引入PV操作（semaphore）来实现进程之间的同步和互斥操作，避免了多个进程同时对共享资源进行访问的问题，确保了停车场模型的正确性。