互斥問題：

（一）   圖書館有100個座位，每位進入圖書館的讀者要在登記表上登記，退出時要在登記表上登出。要幾個程式？有多少個程序？

答：一個程式；為每個讀者設一個程序

思路：先找到互斥的關係，當多個人來的時候，服務檯只能為一個人進行登記或者是登出操作，所以需要為服務檯的登記和登出操作設一個互斥量。至於100個作為如何安排是不重要的，我們只要關係能否讓人進來就行。

這個時候就有兩種情況：

（1） 當圖書館已經有100人了，當第101個人來時，他可以選擇排隊等待。

       這種情況下，可以這樣寫程式碼

設訊號量 s=100，代表可用座位
設訊號量 M =1 ，代表當前服務檯是否在使用，M=1表示沒有人再用

登記程式碼：
P(s)  // s--
P(M) // 保證互斥，這個時候，應該不能有其他人蔘與服務檯
登記

V（M） //恢復 
閱讀

登出程式碼：
P(M)
登出
V(M)
V(s)

（2） 當圖書館人滿以後，第101個人不再等待，直接離開

設 count =100，此時count 只是單純的計數，不再做互斥訊號量
設訊號量M=1 ，意義和前面相同

這次不同的是當 count==0時，應該直接renturn
 
P（M）
if(count==0)
{
     V(M);
     return;
}

count-=1;
登記
V(M)

閱讀

P(M)
登出
count++;
V（M）

return ;
 

（二）  有一座東西方向的獨木橋；用P,V操作實現：

（1）       每次只允許一個人過橋；

（2）       當獨木橋上有行人時，同方向的行人可以同時過橋，相反方向的人必須等待。

（3）       當獨木橋上有自東向西的行人時，同方向的行人可以同時過橋，從西向東的方向，只允許一個人單獨過橋。（此問題和讀者與寫者問題相同,東向西的為讀者，西向東的為寫者）。

解： 1. 直接設一個M=1，即可實現互斥

            P(M)

             過橋

           V(M)

       2. 幾個關鍵點：（1）東西互斥，需要設定一個訊號量

                                   (2)   只有當東方的人數為0,時，西方才能進入（反之亦然），所以需要分別設定計數值

                                   (3)   同一時間點，只能一個個按順序進入，所以兩邊各設定一個管理進出的訊號量

東西方互斥 Mux=1
從東向西的管理訊號量 MD=1
從西向東的管理訊號量 MX=1
從東向西的人數 NumD=0
從西向東的人數NumX=0

下面寫從東向西的程式碼

P(MD)
if(NumD==0) //一開始NumD==0,所以進入判斷Mux的值就行
{
     P(Mux)
}
NumD++;
V(MD)
過橋

P(MD)
NumD--
if(NumD==0)
{
    V(Mux)  //當東到西的人數為0時，可以讓西到東方向通過人
}
V(MD)


下面寫從西向東的程式碼

P(MX)
if(NumX==0) //一開始NumD==0,所以進入判斷Mux的值就行
{
     P(Mux)
}
NumX++;
V(MX)
過橋

P(MX)
NumX--
if(NumX==0)
{
    V(Mux)  //當東到西的人數為0時，可以讓西到東方向通過人
}
V(MX)

3. 從東到西和第二問的一樣，從西到東呢，和第1問一樣

（三） 有一個俱樂部，有甲乙兩個服務員，當顧客有請求時，甲負責送煙，乙負責送火，無顧客請求時，服務員睡眠。顧客自己不能帶煙和火，當顧客要抽菸時，可請求服務員送煙和火，煙和火還未送到時，顧客必須等待。

思路方式：考慮事件是怎麼開始的，事件是怎麼結束的，不同物件，都給它一個程序。

兩組互斥關係： 1. 是否請求了送煙或送火請求。 2. 煙是否能抽（煙是否送達）

  設訊號量：SX表示是否有請求送煙請求，SY表示是否有送火請求，DX表示煙有沒有送達，DY表示火有沒有送達。

甲服務員

P(SX)
送煙
V(DX)



乙服務員
P(SY)
送火
V(DY)


顧客
V(SX)
V(SY)
等待
P(DY)
P(DX)
抽菸

（四）有一個超市，最多可容納N個人進入購物，當N個顧客滿員時，後到的顧客在超市外等待；超市中只有一個收銀員。可以把顧客和收銀員看作兩類程序，兩類程序間存在同步關係。寫出用P;V操作實現的兩類程序的演算法（2003年系統設計員考試的題目）

分析：對於顧客來說，它關心的是，有沒有空位能讓他進去，還有當前服務員是否在為別人服務（當前能不能出去）

         對於服務員來說，它關心的是，當前有沒有人想出來

設 s表示是否有顧客要出去,c表示當前服務員是否空閒
s=0,c=0
num=n,表示剩下的位置個數

顧客

P(num)
進去
V(s)
P(c)
出去
V(num)


服務員

P(s)
收銀
V(c)

（五）一家四人父、母、兒子、女兒圍桌而坐；桌上有一個水果盤；

（1）  當水果盤空時，父親可以放香蕉或者母親可以放蘋果，但盤中已有水果時，就不能放，父母等待。當盤中有香蕉時，女兒可吃香蕉，否則，女兒等待；當盤中有蘋果時，兒子可吃，否則，兒子等待。

分析：放東西是一個互斥量，至於吃東西，各有各的分工，所以在分別設兩個訊號量就行。

Mux表示到盤裡是否有東西
X表示是否有香蕉
Y表示是否 有 蘋果
Mux=1,表示空盤,x=y=0,表示啥都沒有

父親：

P(Mux)
放香蕉
V(X)


母親

P(Mux)
放蘋果
V(Y)


女兒
P(X)
拿香蕉
V(Mux)
吃


兒子

P(Y)
拿蘋果
V(Mux)
吃

（2） 把（1）改為：兒子要吃蘋果時，請母親放蘋果，女兒要吃香蕉時，請父親放香蕉，（還是盤子為空時才可以放）。

   分析：相對於第1問，只要在加上請求蘋果和請求香蕉的訊號量就行。

Mux=1
qx=0,qy=0
sx=0,sy=0;

女兒：
v(qx)
p(sx)
拿香蕉
v(Mux)
吃

兒子
v(qy)
p(sy)
拿蘋果
v(Mux)
吃


父親
p(qx)
剝香蕉

p(Mux)
放香蕉
v(sx)

母親

p(qy)
銷蘋果
p(Mux)
放蘋果
v(sy)

（六）一個盒子，內有黑白兩種棋子（數量相等），甲每次從盒子中取出一顆黑子，乙每次從盒子中取出一顆白子，一人取了棋子後，必須等另一方取過棋子方可再取，（可假設甲先取）。

設訊號量：SJ=1,SY=0

甲

REPEAT

P(SJ)

取一顆黑子

V(SY)

UNTIL 盒子中無黑子

乙

REPEAT

P(SY)

取一顆白子

V(SJ)

UNTIL 盒子中無白子

（七）有一個理髮店，店內共有20個座位供顧客等待理髮，（進入理髮店的顧客，都在此座位上等待理髮，正在理髮的顧客不佔用此座位），當20個座位坐滿了，後到的顧客不等待，立即回家。當沒有顧客時，理髮師睡眠等待。

解：設訊號量：S=0.C=0,MUTEX=1
	設整型變數  SM=20
	
理髮師
REPEAT
P(S) -------如無顧客，理髮師等待
V(C)     叫一個顧客理髮
理髮
UNTIL FALSE


顧客
P(MUTEX)
IF (SM=0)
{	V(MUTEX)――――滿座，離開，回家
	RETURN
ELSE
SM=SM-1―――――空座位數減 1
V(MUTEX)
}
V(S)――――――――通知理髮師，增加了一個顧客，如理髮師在等待則喚醒他
P(C) ———————等理髮師叫自己理髮
P(MUTEX)
SM=SM+1―――――被叫到，釋放一個空的座位
V(MUTEX)
接受理髮

總結：做同步互斥問題，第一步應該是想清楚，每個個體應該負責的事情，其次在分析存在哪些同步，互斥量。