1) 유한 버퍼 문제

• 이진 세마포로 mutex를 사용하여 해결
• 세 개의 변수로 해결
  • empty : 비어있는 버퍼들의 수 / 초기화 : n
  • full : 차있는 버퍼들의 수 / 초기화 : 0
  • mutex : 버퍼 풀의 접근을 위한 상호 배제 기능을 제공 / 초기화 : 1 (사용중일 시 0)
• 생산자 code

while(true){
	/* produce an item in next_poduced */
	wait(empty); //비어있는 지 검사
	wait(mutex); //임계 구역에 대한 락 확보
	
	/* add next_produced to the buffer */
	signal(mutex); // 임계 구역에 대한 락 반남
	signal(full); // 채워진 버퍼 표기

• 소비자 code

while(true){

	wait(full); //사용가능한 버퍼가 있는지 확인
	wait(mutex); // 임계구역에 대한 락 확보
	
	/* remove an item from buffer to next_consumed */
	
	signal(mutex); //임계구역에 대한 락 반남
	signal(empty); //자원을 사용하여 empty 구역이 생겼음을 알림
	
	/* consumed the item in next_consumed */

⇒ 소비자와 생산자가 대칭구조임을 알 수 있다.

2) Readers - Writers 문제

• 몇 명이 읽든 상관이 없지만 Writer가 쓰고 있는데 Reader들이 읽으면 동시성이 깨질 수 있다 두 가지의 경우를 골라 우선순위에 맞춰서 해당 문제를 해결하기 위한 구현마다 다를 수 있다.

• writer가 기다리고 있을 때 reader들은 마냥 기다리기만 해서는 안 된다.

  → writer가 기아 상태에 빠질 수 있다.

• writer가 객체에 접근하려 할 때 새로운 reader들은 읽기 시작하지 못한다.

  → reader가 기아 상태에 빠질 수 있다.

• 이를 해결하기 위해 세 개의 제어변수로 위 문제들을 해결한다.

  • rw_mutex : writer 와 reader 값들이 공유하는 이진 mutex 변수
  • mutex : reader 가 read_count에 접근하기 위한 상호 배제 변수
  • read_count : 현재 몇 개의 프로세스들이 객체를 읽고 있는지 나타내는 변수

• writer code

while (true) {
	wait(rw_mutex)
	....
	/* writing is performed*/
	
	signal(rw_mutex)
}

• reader code

while (true) {
	wait(mutex);
	read_count++;
	if (read_count == 1)
		wait(rw_mutex);
	signal(mutex);
	
	/* reading is performed */
	
	wait(mutex);
	read_count--;
	if(read_count == 0)
		signal(rw_mutex);
	signal(mutex);
}

• 진행
  1. Writer가 임계구역에서 작업 중
  2. Reader가 임계구역에 접근하여 읽기위해 mutex 를 획득하고 read_count 를 증가시킨다.
  3. read_count가 1일 때 Writer가 작업중이니 rw_mutex를 기다린다. 이 때 다른 Reader 들은 mutex를 바라보고 있게 된다.
  4. Writer가 rw_mutex를 반납 시 이것을 얻어 읽기 작업 수행 이때 새로운 Reader들은 이 때 read_count는 1보다 커지므로 rw_mutex를 보지 않게 된다.
  5. 임계 구역 코드 수행
  6. 마지막 reader가 read_count를 0으로 만들고, rw_mutex를 반환한다. (이때 처음 reader와 마지막 reader를 다를 수 있다.)
  7. mutex까지 반납하면서 종료된다.