面板店算法

该算法的基本思想源于顾客在面包店中购买面包时的排队原理. 顾客在进入面包店前, 首先抓一个号, 然后按照号码由小到大的次序依次进入面包店购买面包. 这里, 面包店发放的号码是由小到大的, 但是两个或两个以上的顾客却有可能得到相同的号码(使所抓号码不同需要互斥), 如果多个顾客抓到相同的号码, 则规定按照顾客名字的字典次序进行排序, 这里假定顾客是没有重名的. 在计算机系统中, 顾客就相当于进程, 每个进程有一个唯一的标识, 我们用P的下面加一个下标来表示. 例如: 对于 Pi和Pj, 如果有i<j, 则先为Pi服务, 即Pi先进入临界区.

该算法的实现需要如下两个数据结构:
　　int choosing[n]；
　　int number[n]；
前者表示进程是否正在抓号，正在抓号的进程choosing[i]为1，否则为0, 其初值均为0. 后者用来记录各个进程所抓到的号码, 如number[i]为0, 则进程Pi没有抓号, 如number[i]不为0, 则其正整数值为进程Pi所抓到的号码, 其初值均为0.
    为了方便起见, 我们定义下述表记法:
　　● (a,b)<(c,d) 如果 a<c or (a=c and b<d).
　　● max(a0,…,an-1) 其值为一正整数k, 对于所有i, 0≤i≤n-1, k≥ai.

 

do
{
    　　　　　　　　　
　 choosing[i] = true;
　 number[i] = max{number[0],number[1],…,number[n-1]}+1;//选号码
　 choosing[i] = false;
　 for(j = 0; j<n; j++)
    {
　　　　while (choosing[j]);
　　　　while ((number[j] != 0) && (number[j],j)<(number[i],i));
　　};

　　//临界区
　　number[i] = 0;
　　//其余部分
}while(1);
理解：

第一个试图进入临界区的进程Pi在没有其它进程竞争时顺利进入其临界区。满足了有空就进的要求。

当有竞争者Pk（i<k），且选的号码相同时，比较进程的名称，通过语句while ((number[j] != 0) && (number[j],j)<(number[i],i));来选择进入的进程。

在Pi进程中j==i时，number[j]==number[i],且j==i所以(number[j],j)<(number[i],i)不成立，退出while语句。j==k时，number[k]==number[i],且k>i所以(number[j],j)<(number[i],i))不成立，退出while语句。对与其它非i和k的j值，number[j]!=0不成立，退出while语句。

在pk进程中j==i时，number[j]<number[k],且j<k，所以(number[j],j)<(number[i],i))成立，故进程Pk陷在该语句中，直到Pi退出临界区执行语句number[i]==0时才允许Pk进程进入其临界区。所以满足了互斥和有限等待的要求。