反向算法的结果，使用信号量的生产者-消费者解决方案答案

【问题标题】：Result of algorithm in reverse, Producer-Consumer solution using Semaphores反向算法的结果，使用信号量的生产者-消费者解决方案
【发布时间】：2014-11-04 01:08:33
【问题描述】：

使用此信号量算法解决生产者-消费者问题，其中信号量按缓冲区大小递减，然后信号量减 1，表示临界区。

如果这些操作是背靠背连续发生的，为什么减 1（互斥体）然后减小缓冲区大小是不正确的？

我知道生产者和消费者会同时进入休眠状态，造成死锁，但为什么这个小开关会导致整个算法失败？

BufferSize = 3;

semaphore mutex = 1;              // Controls access to critical section
semaphore empty = BufferSize;     // counts number of empty buffer slots
semaphore full = 0;               // counts number of full buffer slots

Producer()
{
  int widget;

  while (TRUE) {                  // loop forever
    make_new(widget);             // create a new widget to put in the buffer
    down(&empty);                 // decrement the empty semaphore
    down(&mutex);                 // enter critical section
    put_item(widget);             // put widget in buffer
    up(&mutex);                   // leave critical section
    up(&full);                    // increment the full semaphore
  }
}

Consumer()
{
  int widget;

  while (TRUE) {                  // loop forever
    down(&full);                  // decrement the full semaphore
    down(&mutex);                 // enter critical section
    remove_item(widget);          // take a widget from the buffer
    up(&mutex);                   // leave critical section
    up(&empty);                   // increment the empty semaphore
    consume_item(widget);         // consume the item
  }
}

代码来源：Resource

【问题讨论】：

标签： c algorithm semaphore

【解决方案1】：

这是不正确的，因为如果生产者通过 wait(mutex) 进入代码部分，但随后发现没有空块，所以它必须等待空信号量。同时，当消费者尝试进入时，它必须等待互斥锁，因为生产者已锁定互斥锁。因此存在死锁，因为生产者正在等待消费者消费，而消费者正在等待生产者发出信号（互斥锁）对于互斥量和信号量的原始安排，情况并非如此，其中生产者或消费者仅在其减少信号量值时才允许等待互斥量。因此没有死锁。

【讨论】：