使用信号量并调用 wait() 和 signal()

Question

这就是问题所在。厕所可以由男性或女性一次使用。如果男性或女性在给定时间在洗手间，则异性不能进入洗手间并必须等待。一旦所有的女性都出去了，那么男性就可以进入。所以，这是我的解决方案：

我想使用信号量和互斥量在线程之间执行同步。我仍然不清楚如何实现它。 这是我的想法：

• 创建一个互斥锁来锁定/解锁线程。（锁定厕所）
• 创建一个信号量来计算洗手间的人数。每个性别一个
• 信号量 male_in_restroom;
• 信号量 female_in_restroom;
• 等待男性排队，
• 等待女性排队，

首先，我检查进程是什么性别，然后检查相反性别的信号量是否大于 1。如果不是，我让他们进入洗手间。但是如果厕所里已经有异性了，我需要让这个过程等待并让它休眠。

我该如何让这个进程进入休眠状态？我找了一些例子，但仍然不知道该怎么做。

wait() 和 signal() 的函数签名示例将非常有帮助。

Answer 1

"创建一个信号量来计算洗手间的人数。一个 对于每个性别信号量male_in_restroom；信号量 female_in_restroom; 男排队，女排队，”

确实没有意义。信号量值的目的是指示资源是否可用。 如果值为零，则资源不可用。如果大于零，则资源可用。因此，如果您设法通过使用资源增加 sem 计数，那么信号量有什么用途？

所以首先，我检查了这个过程是什么性别，然后我检查了 异性的信号量大于一。如果不是我让他们 进入洗手间。

不不不！你有它的低音。这强调了一点：信号量不是用来存储任意值的。

您的各种计数等是正常变量，而不是信号量，但是，您必须使用互斥体/信号量/条件变量（最有可能：互斥体 + 条件变量）来控制对它们的访问.

另外，我不知道您为什么认为跟踪有多少人在等待是有用或重要的。

Answer 2

这看起来很有趣，所以我写了一些代码。虽然还没有测试过，所以可能搞砸了，但它足以证明我的想法。

typedef enum {
    none = -1,
    male = 0,
    female = 1
} sex_t;

class Human {
public:
    const sex_t id;
    Human(sex_t id_) : id(id_) {assert(id != none);}
};

class Restroom {
    tbb::spin_mutex     door_mutex;
    tbb::atomic<size_t> num_waiting;
    HANDLE              opposite_sex_can_enter;

    // these two variables need not be atomic, they're not accessed concurrently
    sex_t               current_occupying_sex;
    size_t              num_visitors;

public:
    Restroom() : current_occupying_sex(none), num_visitors(0) {
        num_waiting = 0;
        opposite_sex_can_enter = CreateEvent(0, TRUE, FALSE, 0);
    }

    void enter(const Human& h) {
        tbb::spin_mutex::scoped_lock lock(door_mutex);
        // this prevents any two humans trying to open the door (in any direction) at the same time :)
        if(current_occupying_sex == none) {
            // you're the first one in, so update the 'restroom id' and enter
            assert(num_visitors == 0 && num_waiting == 0);
            // if the knowledge of SetEvent has not propagated all the way yet and the same sex
            // person happens to walk into the restroom again, opposite sex people need to know
            // that they were slow and will need to wait again
            ResetEvent(opposite_sex_can_enter);
            current_occupying_sex = h.id;
            ++num_visitors;
        } else if(h.id == current_occupying_sex) {
            // you're not the first one in, but you're of the same sex, so you can just walk in
            assert(num_visitors > 0);
            ++num_visitors;
        } else {
            // you're not the first one in and you're of opposite sex, so you'll need to wait
            // first, let go of the door, you're not getting in :)
            lock.release();
            // then join the rest of the opposite sex people waiting
            ++num_waiting;
            WaitForSingleObject(opposite_sex_can_enter);
            --num_waiting;
            if(num_waiting == 0) {
                ResetEvent(opposite_sex_can_enter);
            }
            enter(h);
        }
    }

    void exit() {
        tbb::spin_mutex::scoped_lock lock(door_mutex);
        if(--num_visitors == 0) {
            current_occupying_sex = none;
            SetEvent(opposite_sex_can_enter);
            // fairness can be imposed here, meaning that if you're the last say, male
            // to walk out, you can check if females are waiting and switch the 
            // restroom sex id to female. The logic of enter() will change a little bit, but not radically.
        }
    }
};