正確答案：

1. 問題類型：
   經典生產者 - 消費者問題?同時涉及同步和互斥。

   • 同步：生產者與消費者通過信號量協調生產 / 消費節奏（如緩沖區滿時生產者等待，空時消費者等待）。
   • 互斥：對共享緩沖區的訪問需互斥（避免數據沖突）。

2. 程序補充：

   • 信號量初值：
     buffer = n（緩沖區空閑位置數，初值為緩沖區大小）；
     product = 0（緩沖區產品數，初值為 0）；
     mutex = 1（互斥鎖，初值為 1）。

   • 生產者代碼：

     while(true){生產一產品；wait(buffer);   // (1) 等待緩沖區有空閑（可放入產品）wait(mutex);    // (2) 申請緩沖區訪問權（互斥）往Buffer[in]放產品；in = (in+1)%n;signal(mutex);  // 釋放緩沖區訪問權signal(product); // (3) 通知消費者有產品
     }
     

   • 消費者代碼：

     while(true){wait(product);  // (4) 等待緩沖區有產品（可消費）wait(mutex);   // (5) 申請緩沖區訪問權（互斥）從Buffer[out]取產品；out = (out+1)%n;signal(mutex);  // 釋放緩沖區訪問權signal(buffer); // (6) 通知生產者有空閑位置消費一產品；
     }
     

解析：

• 同步機制：

  • 生產者通過?wait(buffer)?確保緩沖區未滿（有空閑位置時才生產），生產后用?signal(product)?告知消費者 “有產品可消費”。
  • 消費者通過?wait(product)?確保緩沖區非空（有產品時才消費），消費后用?signal(buffer)?告知生產者 “有空閑位置可生產”。

• 互斥機制：

  • mutex?信號量保證同一時刻只有一個進程（生產者或消費者）訪問緩沖區（放入 / 取出產品），避免數據競爭（如生產者寫入時消費者同時讀取導致數據混亂）。

• 信號量邏輯驗證：

  • 初始時，buffer = n（全空，生產者可連續生產?n?次，每次?wait(buffer)?消耗 1，signal(buffer)?增加 1）。
  • product = 0（無產品，消費者需等待，直到生產者?signal(product)?后才開始消費）。
  • mutex = 1（首次訪問緩沖區時，wait(mutex)?使信號量為 0，后續進程需等待，確保互斥）。