门| Sudo GATE 2020 Mock I(2019年12月27日)|问题10

这是一道关于计算机操作系统中的同步问题的问题。在并发编程中，同步(synchronization)问题是很常见的。同步问题的目的是为了避免多个线程同时并发访问共享资源而导致的数据不一致或者死锁等问题。

在操作系统中，使用信号量(Semaphore)来实现同步。信号量是一种用于保证多个线程或进程互斥执行的机制。信号量可以用来保证在同一时刻只能有一个线程或者进程访问共享资源。因此，在多线程或多进程环境下，信号量被广泛地应用于同步问题的解决。

当多个线程或进程竞争同一资源时，为了避免数据不一致或者死锁等问题，就需要用到信号量来协调它们的行为。信号量可以分为二元信号量和计数型信号量两种类型。二元信号量只能取两种值，0和1，用于保证互斥型访问。计数型信号量可以取多种值，用于实现生产者-消费者模式等复杂问题。

在这道题目中，需要我们写一个多线程程序，其中包含3个线程A、B、C和一个信号量S。

其中，线程A、B、C的执行顺序如下：

1. 线程A输出“1”；

2. 线程B输出“2”；

3. 线程C输出“3”。

在多线程环境中，以上的输出很可能是随机的，可能会出现“2 1 3”、“1 3 2”等情况。为了保证正确输出顺序，需要用到信号量S。

下面是示例代码：

from threading import Semaphore, Thread

S = Semaphore(1)

def worker(number, semaphore, order):
    with semaphore:
        print(order)

thread_A = Thread(target=worker, args=(1, S, 1))
thread_B = Thread(target=worker, args=(2, S, 2))
thread_C = Thread(target=worker, args=(3, S, 3))

thread_A.start()
thread_B.start()
thread_C.start()

thread_A.join()
thread_B.join()
thread_C.join()

首先，我们创建了一个信号量对象S来协调线程的访问。S的初始值为1，表示可以有一个线程来访问共享资源。接下来，我们定义了一个函数worker，它接收三个参数，分别为当前线程的编号number、信号量对象semaphore和输出的顺序order。

在函数内部，我们使用with关键字来获得信号量的锁，并执行输出操作。可以看到，我们在with关键字下使用了print语句来输出编号，保证了执行顺序。

最后，我们分别启动线程thread_A、thread_B和thread_C，并调用join方法等待线程结束。

上述示例代码采用了锁机制来实现同步，以保证多个线程按照指定的顺序输出。需要注意的是，在实际的开发中，需要根据具体的业务场景和需求来选择合适的同步机制，不能一概而论。