使用 P、V 操作和信号量实现多窗口银行系统

本文使用 P、V 操作和信号量实现一个具有多个窗口的银行系统。该系统支持三种类型的用户：对公用户、VIP 用户和普通用户，并根据用户类型设置不同的优先级，对公用户优先级最高，VIP 用户次之，普通用户优先级最低。

定义信号量：

Semaphore mutex = 1; // 互斥信号量
Semaphore publicQueue = 0; // 对公用户队列信号量
Semaphore vipQueue = 0; // VIP用户队列信号量
Semaphore ordinaryQueue = 0; // 普通用户队列信号量
Semaphore takeNumber = 1; // 取号机信号量

定义变量：

int publicNum = 0; // 对公用户号码
int vipNum = 0; // VIP用户号码
int ordinaryNum = 0; // 普通用户号码

取号机线程：

Thread takeNumberThread() {
    while(true) {
        P(takeNumber); // 等待取号机可用
        P(mutex); // 进入临界区
        int num = 0;
        if(publicNum == 0 && vipNum == 0 && ordinaryNum == 0) {
            // 没有用户等待，取号机休眠
            V(mutex); // 退出临界区
            V(takeNumber); // 释放取号机
            sleep(1); // 休眠1秒
            continue;
        }
        if(publicNum != 0) {
            num = publicNum;
            publicNum = 0;
        } else if(vipNum != 0) {
            num = vipNum;
            vipNum = 0;
        } else if(ordinaryNum != 0) {
            num = ordinaryNum;
            ordinaryNum = 0;
        }
        V(mutex); // 退出临界区
        if(num != 0) {
            // 打印用户号码
            print('取到号码：' + num);
            // 唤醒等待该号码的用户线程
            if(num < 100) {
                V(publicQueue);
            } else if(num < 1000) {
                V(vipQueue);
            } else {
                V(ordinaryQueue);
            }
        }
    }
}

对公用户线程：

Thread publicThread() {
    int num = 0;
    P(mutex); // 进入临界区
    publicNum++;
    num = publicNum;
    V(mutex); // 退出临界区
    print('对公用户取号：' + num);
    V(takeNumber); // 唤醒取号机
    P(publicQueue); // 等待轮到自己
    // 服务
    print('对公用户窗口' + windowNum + '开始服务');
    // 服务完毕
}

VIP用户线程：

Thread vipThread() {
    int num = 0;
    P(mutex); // 进入临界区
    vipNum++;
    num = vipNum;
    V(mutex); // 退出临界区
    print('VIP用户取号：' + num);
    V(takeNumber); // 唤醒取号机
    P(vipQueue); // 等待轮到自己
    // 服务
    print('VIP用户窗口' + windowNum + '开始服务');
    // 服务完毕
}

普通用户线程：

Thread ordinaryThread() {
    int num = 0;
    P(mutex); // 进入临界区
    ordinaryNum++;
    num = ordinaryNum;
    V(mutex); // 退出临界区
    print('普通用户取号：' + num);
    V(takeNumber); // 唤醒取号机
    P(ordinaryQueue); // 等待轮到自己
    // 服务
    print('普通用户窗口' + windowNum + '开始服务');
    // 服务完毕
}

说明：

windowNum 代表窗口编号，在实际代码中需要根据具体情况进行设置。
代码中使用 print() 函数模拟输出，在实际代码中需要使用相应的打印方法。
sleep() 函数模拟服务时间，在实际代码中需要根据实际情况进行设置。
每个用户线程在完成服务后需要释放相应的资源，例如，对公用户线程需要释放 publicQueue 信号量。

总结：

本文使用 P、V 操作和信号量实现了一个多窗口银行系统，该系统根据用户类型设置了不同的优先级，实现了对公用户、VIP 用户和普通用户的优先级服务。该系统可以作为学习使用 P、V 操作和信号量实现并发程序的参考示例。