理发师问题

🧑‍💻 作者: 一可爱小白兔

📦 版本: 1.0.0

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⏱️ 更新于: 2026-01-08

问题描述

（1）理发店里有一位理发师、一把理发椅和 n 把供等候理发的顾客坐的椅子
（2）如果没有顾客，理发师便在理发椅上睡觉
（3）一个顾客到来时，它必须叫醒理发师
（4）如果理发师正在理发时又有顾客来到，则如果有空椅子可坐，就坐下来等待，否则就离开

分析步骤

• 找出各类资源和进程：
  • 进程：理发师、顾客
• 写出各类进程的同步和互斥关系：
  • 同步：
    理发师等待顾客，若无顾客，理发师就睡觉；
    顾客等待理发师，若理发师忙，顾客等待被叫

解决方案

• 伪代码

# define CHAIRS 5               // 等候椅数量

semaphore barber = 0;           // 同步信号量，表示理发师是否在理发，初值为0
semaphore customers = 0;        // 同步信号量，表示当前有多少个顾客在等待理发，初值为0
semaphore mutex = 1;            // 互斥信号量，用于互斥访问共享变量waiting，初值为1
int waiting = 0;                // 当前在等候椅上等待的顾客数

cobegin
Barber() {
    while(1) {
        P(customers);           // 等待顾客，若无顾客则睡觉
        P(mutex);
        waiting --;
        V(mutex);
        V(barber);              // 唤醒理发师，通知顾客理发
        cut hair;
    }
}

Customeri() {
    P(mutex);
    if (waiting < CHAIRS) {
        waiting ++;
        V(mutex);
        V(customers);           // 通知理发师有顾客
        P(barber);              // 等待理发师叫自己
        get haircut;
    } else {
        V(mutex);
        leave;
    }
}
coend

• 总结

角色	行为
理发师	wait(customers) → signal(barber) → 理发
顾客	wait(mutex) → 坐下 → signal(customers) → wait(barber) → 理发

• 🔐 先上锁，再判断，改完释放锁 🔴 绝对不能在加锁前检查共享变量！

P(mutex);           // 先加锁
if (condition) {    // 检查条件
    修改共享变量
    V(mutex);       // 释放锁
    执行非临界区操作
} else {
    V(mutex);       // 释放锁
    处理失败情况
}