那么如果exec函数在主进程中，能够用新创建的进程覆盖主进程吗？我们将程序1修改为如下：

执行结果为：

可见exec并没有创建执行新的进程，主进程也没有被覆盖。查看函数手册发现exec如果执行失败了exec会返回-1.用printf函数打印exec的值，发现果然是-1：

那么就说明exec执行失败了，为什么它会执行失败呢？因为现在主进程如果被覆盖，那么它的数据段就会释放，但是此时轻权进程还要继续使用这个数据段，会发生错误，所以主进程无法被覆盖。要使exec能够执行成功，第一可以使轻权进程在主进程被覆盖前就执行完毕，第二可以使轻权进程通过exec升级成为一个普通进程，第三可以使用fork来创建子进程。我们修改程序，用getch（）使主进程等待直到轻权进程执行完毕。

执行结果如下：

果然，轻权进程结束后，主进程执行exec成功创建新进程覆盖了主进程。

用do11将上面的程序执行两个进程，结果过如下：

发现在这个过程中当打印第一行a的时候进程监视器显示进程1在执行，进程2是就绪态，但是当第一行a输出完了显示的还是进程1在执行，进程2没有了。那么难道第一行a是进程2创建的新进程输出的？，但是这个过程中进程1才是处在执行态。我们来分析一下过程：首先进程1和2的轻权进程都执行完，进程1的getch（）收到了输入的消息，执行exec创建一个新的进程覆盖原来的进程1，这个新的进程的进程号就是1，然后它执行输出，执行完毕后结束，这时就只有处于就绪态的进程2了，进程2执行exec创建一个新的进程，因为之前的进程1不存在了，所以这一个新的进程的进程号就是1，所以我们才会看到进程1一直处于执行态。

我们可以用fork、frk、cobegin函数创建多个进程并使它们并发执行，进程的执行需要一些资源，那么当多个进程并发执行时要使用相同的资源怎么办？我们把一个全局变量当作资源，设计两个进程都对这个全局变量进行操作：

执行结果如下：

如果这两个进程并发执行的话，第一个进程先使用资源，对a加1并输出，那么先输出的应该是a=1，第二个进程输出的是a=2。为什么这两个进程输出的都是a=2呢？因为f1中有延时函数delay（50），在f1延时时f2的进程对a加了1，所以f1输出a的时候a的值已经变成了2.也就是说f1和f2的进程并发执行有可能导致f1和f2的公共资源使用出错。那么怎么解决这个问题呢？要得到正确的结果，就要让一个进程的执行过程中不会被其他进程所干扰，形成进程互斥。即让一个进程的执行内容像一个原子操作，具有原子性。

我们可以使用PV原语来保证进程的原子性，PV原语是对于信号量的操作，信号量的值代表有几个资源，P操作是将信号量减1，如果执行后信号量大于等于0，就继续执行，否则将该进程堵塞并置于该信号量的阻塞队列中。V操作是对信号量加1，如果执行后信号量的值大于0，那么就将继续执行，否则从该信号量的等待队列中唤醒一个等待的进程。也就是说，P操作是将当前进程由运行态转为阻塞态，而V操作是将一个阻塞态的进程转成就绪态。而他们对进程的阻塞和唤醒是根据当前信号量的值来判断的，因为号量的值就代表了当前资源的数目。

我们使用PV操作来对上面的程序进行修改:

执行结果为：

执行结果是正确的。我们先将信号量的值设置为1，然后将f1、f2并发执行，这时如果f1先执行，执行p操作，s=0，进程继续执行，此时如果执行进程2，执行p操作，s=-1<0，进程就会被阻塞放入等待队列中，f1的进程就会继续执行，当执行到v操作，s=0,不符合执行条件，则唤醒等待队列中的f2的进程，当f2的v操作执行完，这时s=1可以通过，则进程执行完成。所以在f1进程执行过过程中，不管有多少进程执行了，都会被转到阻塞态，s可能会很小，但是在当前进程执行v操作时会不停唤醒等待队列中的进程直到s大于0，所以在当前进程执行时不会有其他的进程来执行，这样就实现了进程的互斥性。

这里我们所说的进程间的通信，指的就是进程能够一个一个来执行，不会“抢”，通过信号量还有PV操作，我们实现了进程的互斥性，就是进程间像是能够通信一样，当一个进程运行时，其他进程全部阻塞。

生产者-消费者问题也称有限缓冲问题，是一个多线程同步的经典案例。该问题描述了两个共享固定大小缓冲区的线程——即所谓的“生产者”和“消费者”——在实际运行时会发生的问题。生产者的主要作用是生成一定量的数据放到缓冲区中，然后重复此过程。与此同时，消费者也在缓冲区消耗这些数据。该问题的关键就是要保证生产者不会在缓冲区满时加入数据，消费者也不会在缓冲区中空时消耗数据。

生产者、消费者问题有几种形式，我们来分别讨论：

（1）一个生产者、一个消费者，公用一个缓冲区

这里我们设置三个信号量s、empty、full，s表示缓冲区的个数，初值为1；empty表示缓冲区的大小，初值为20，即我们假设缓冲区最多能放20个产品；full表示缓冲区是否为空，初值为0。实现的程序如下：

程序中，我们用producer（）来表示生产者，用consumer（）来表示消费者，生产者生产一件产品要占用要判断缓冲区是否未满，即剩余空间empty减一之后是否还大于等于0，所以先对empty进行p操作，之后用p（&s）判断缓冲区是否被占用，再进行生产（product加一并输出）后用v操作释放缓冲区，再执行v操作对full加1判断是否大于0，即缓冲区是否为空，如果为不为空则继续执行，因为full的初值为0，而生产者进程执行的时间片完后轮到消费者进程，对full进行p操作是-1，消费者进程被堵塞再执行生产者进程，执行到v（&full）时，full加1变成0，所以唤醒消费者进程，p（&full），full变成-1，再被堵塞，执行生产者进程，所以生产者进程和消费者进程会不断交替执行。为了使产品累加起来便于观察，我用延时函数delay使生产者生产产品的周期比消费者消费产品的周期要短。我们来观察程序的执行过程：

观察结果：首先生产者不停生产产品到10个，然后生产者一边生产、消费者一边消费，因为生产者的生产的速度比消费者消费的速度要快，所以产品还是在逐渐地累加一直到20，之后就是生产者生产一件产品、消费者消费一件产品，达到一个比较平衡的状态。

（2）一个生产者、一个消费者、公用n个环形缓冲区

这里比较特别的是缓冲池被分为多个环形缓冲区，也就是说，如果第一个缓冲区满了，那么生产者生产的产品只能放在第二个缓冲区中，如果第n个缓冲区满了，那么生产者就要再从第一个缓冲区开始放，消费者也是一样，如果第一个缓冲区里有产品而第二个里面没有，那么消费者就只能从第一个缓冲区中拿产品。因为缓冲区是环形的，要确定当前缓冲区是哪一个，我们可以用模运算求得。程序如下：