C语言中的睡眠理发师问题解决方案

沉睡的理发师困境是由Dijkstra在1965年首次提出的。这个问题是基于一个虚构的情况，在一个理发店里有一个理发师。在理发店中，等待区和工作间是分开的。顾客可以在等待区的n个座位上等待；但是在工作间里只有一把理发椅。

流程间沟通

虽然一个合作的进程可能会受到正在运行的其他进程的影响，但一个独立的进程不受其他进程执行的影响。尽管有可能认为独立运行的进程会非常有效地运作，但确实有许多情况下可以利用合作的性质来提高计算速度、便利性和灵活性。进程可以通过一种叫做进程间通信（IPC）的技术相互作用并协调其操作。这些进程之间的通信可以被认为是一种合作的手段。

问题。

这个问题是基于一个虚构的理发店，只有一个理发师，这是个问题。有一家理发店，有一个理发师，有一把理发师用的椅子，还有n个座位用来等待客户坐到椅子上，如果有的话。

如果没有客户，理发师会在自己的椅子上睡着。
当有客户出现时，他需要唤醒理发师。
如果等待区有空位，剩下的顾客可以等待，或者当顾客众多，理发师正在为顾客理发时，如果没有空椅子，他们可以离开。

解决方案 。

在解决这个问题的过程中，使用了三个信号器。第一个计算等待区的顾客数量，是为顾客服务的（理发师椅子上的顾客不包括在内，因为他没有在等待）。第二个mutex用于给出进程运行所需的互斥，理发师的0或1用于确定理发师是空闲还是工作。客户端会记录当前有多少客户在等待区等待，当这个数字等于该区域的椅子数量时，下一个客户就会退出理发店。

当理发师在早上到达时执行程序理发，迫使他在semaphore客户端上进行阻塞，因为它最初是0，然后理发师退休睡觉，直到第一个客户到达。

代码。

Semaphore Customers = 0;
Semaphore Barber = 0;
Mutex Seats = 1;
int FreeSeats = N;

Barber {
    while(true) {
            /* waits for a customer (sleeps). */
            down(Customers);

            /* mutex to protect the number of available seats.*/
            down(Seats);

            /* a chair gets free.*/
            FreeSeats++;

            /* bring customer for haircut.*/
            up(Barber);

            /* release the mutex on the chair.*/
            up(Seats);
            /* barber is cutting hair.*/
    }
}

Customer {
    while(true) {
            /* protects seats so only 1 customer tries to sit
            in a chair if that's the case.*/
            down(Seats); //This line should not be here.
            if(FreeSeats > 0) {

                /* sitting down.*/
                FreeSeats--;

                /* notify the barber. */
                up(Customers);

                /* release the lock */
                up(Seats);

                /* wait in the waiting room if barber is busy. */
                down(Barber);
                // customer is having hair cut
            } else {
                /* release the lock */
                up(Seats);
                // customer leaves
            }
    }
}

分析。

当理发师开始工作时，要执行理发程序，他要检查是否有客户准备好了。接到客户的理发要求，如果有人在，就封锁客户的信号。如果没有人要求理发，理发师就会进入睡眠状态。

客户释放互斥，理发师醒来，如果有椅子可用，等待计数器就会增加。然后理发师进入关键部分，获得突变，并开始理发。

客户在理发结束后离开。现在，理发师看一下等待区是否有其他客户在等待理发，或者没有。如果没有，理发师就要去睡觉了。