对生产者消费者信号量顺序的一个小改动

Question

这是经典的生产者消费者问题解决方案：

semaphore mutex = 1
semaphore fillCount = 0
semaphore emptyCount = BUFFER_SIZE

procedure producer() {
    while (true) {
        item = produceItem()
        down(emptyCount)
            down(mutex)
                putItemIntoBuffer(item)
            up(mutex)
        up(fillCount)
    }
}

procedure consumer() {
    while (true) {
        down(fillCount)
            down(mutex)
                item = removeItemFromBuffer()
            up(mutex)
        up(emptyCount)
        consumeItem(item)
    }
}

我的问题是，如果我们交换消费者或生产者中的最后两个信号量顺序，会有什么影响？

例如，如果消费者的代码变为：

procedure consumer() {
    while (true) {
        down(fillCount)
            down(mutex)
                item = removeItemFromBuffer()
        up(emptyCount)
            up(mutex)
        consumeItem(item)
    }
}

Answer 1

在这个简单的例子中，结果是一样的，你不会遇到饥饿或死锁（即使 consumer 的第二个版本绝对是一个不好的做法）。

考虑一个更复杂的情况（这不应该发生），您有错误的消费者并且您在 up(emptyCount) 和 up(mutex) 之间有一些代码，如下所示：

up(emptyCount)
// time-consuming code
up(mutex)

在这种情况下，您可能会有更多 producer 等待 mutex 的发布，这是没有必要的。现在考虑更糟糕的情况，您必须在这 2 条指令之间处理另一个信号量：在最坏的情况下，它可能导致饥饿。

对生产者消费者信号量顺序的一个小改动

A small change to producer consumer semaphores order

algorithm

concurrency

producer-consumer