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理发师问题

理发师问题:一个理发店有一个入口和一个出口。理发店内有一个

可站5位顾客的站席区、4个单人沙发、3个理发师及其专用理发工

具、一个收银台。新来的顾客坐在沙发上等待；没有空沙发时，可在

站席区等待；站席区满时，只能在入口外等待。理发师可从事理发、

收银和休息三种活动。理发店的活动满足下列条件:

1）休息的理发师是坐地自己专用的理发椅上，不会占用顾客的沙

发；

2）处理休息状态的理发师可为在沙发上等待时间最长的顾客理发；

3）理发时间长短由理发师决定；

4）在站席区等待时间最长的顾客可坐到空闲的理发上；

5）任何时刻最多只能有一个理发师在收银。

试用信号量机制或管程机制实现理发师进程和顾客进程。

原理:

(1)customer进程:

首先检查站席区是否已满（stand_capacity）,若满选择离开，否

则进入站席区，即进入

理发店。在站席区等待沙发的空位（信号量sofa），如果沙发已

满，则进入阻塞等待队列，直到出现空位，在站席区中等待时间最长

的顾客离开站席区（stand_capacity）。坐到沙

发上，等待理发椅(barber_chair)，如果理发椅已满，则进入阻塞

等待队列，直到出现

空位，在沙发上等待时间最长的顾客离开沙发（释放信号量

sofa）。坐到理发椅上，释放准备好的信号（customer_ready），获

得该理发师的编号（0~1的数字）。等待理发师理

发结束（finished[barber_number]）。在离开理发椅之前付款

（payment），等待收据(receipt)，离开理发椅

（leave_barberchair）。最后离开理发店。

这里需要注意几点:

a)首先是几个需要进行互斥处理的地方，主要包括:进入站席区、

进入沙发、进入理发椅和付款几个地方。

b)通过barber_chair保证一个理发椅上最多只有一名顾客。但这

也不够，因为单凭

baber_chair无法保证一名顾客离开理发椅之前，另一位顾客不会

坐到该理发椅上，

因此增加信号量leave_barberchair，让顾客离开理发椅后，释放

该信号，而理发

师接收到该信号后才释放barber_chair等待下一位顾客。

c)在理发的过程中，需要保证是自己理发完毕，才能够进行下面

的付款、离开理发椅的活动。这个机制是通过customer进程获得给

他理发的理发师编号来实现的，这样，当

该编号的理发师释放对应的finished信号的时候，该顾客才理发

完毕。

d)理发师是通过mutex信号量保证他们每个人同时只进行一项操

作（理发或者收款）。

e)为了保证该顾客理发完毕后马上可以付款离开，就应该保证给

该顾客理发的理发师在理发完毕后马上到收银台进入收款操作而不是

给下一位顾客服务。在伪码中由以下机制实现:即顾客在释放离开理发

椅的信号前，发出付款的信号。这样该理发师得不到顾客的

离开理发椅的信号，不能进入下一个循环为下一名顾客服务，而

只能进入收款台的收款

操作。直到顾客接到收据后，才释放离开理发椅的信号，离开理

发椅，让理发师释放该

理发椅的信号，让下一位等待的顾客坐到理发椅上。

(2)barber进程

首先将该理发师的编号压入队列，供顾客提取。等待顾客坐到理

发椅坐好(信号量customer_ready)，开始理发，理发结束后释放结束

信号（finished）。等待顾客

离开理发椅（leave_barberchair