#include <unistd.h> #include <pthread.h> #include <semaphore.h>

#include <unistd.h>包含了一些与系统调用相关的函数，例如sleep()和fork()，可以用于控制进程的执行和管理进程的资源。而#include <pthread.h>则包含了一些与线程相关的函数和数据类型，可以用于创建和操作线程。最后，#include <semaphore.h>包含了一些与信号量相关的函数和数据类型，可以用于实现线程间的同步和互斥。

相关问题

#include <stdio.h> #include <stdlib.h> #include <unistd.h> #include <pthread.h> #include <semaphore.h> #include <time.h> #define N 5 pthread_mutex_t chopstick[N];//筷子信号量 //哲学家线程函数 void* philosopher(void* arg){ int *i; i = (int *)arg;//哲学家序号 for(;;){ //思考 printf("%d 号哲学家在思考......\n",*i); sleep(rand()%3);//休眠随机时间，不超过3秒 //尝试取回左右两边的筷子 if(pthread_mutex_trylock(&chopstick[*i]) == 0 && pthread_mutex_trylock(&chopstick[(*i+1)%N]) == 0)//尝试同时拿到两个筷子 { //成功拿到两个筷子 printf("%d号哲学家在进餐......\n",*i); sleep(rand()%3);//休眠随机时间，不超过3秒 //放回筷子 pthread_mutex_unlock(&chopstick[*i]); pthread_mutex_unlock(&chopstick[(*i+1)%N]); } else { //释放已拿到的筷子，等待随机时间后重试 pthread_mutex_unlock(&chopstick[*i]); pthread_mutex_unlock(&chopstick[(*i+1)%N]); sleep(rand()%2); } } } int main(){ pthread_t id[N]; int i; for(i=0;i<N;i++) pthread_mutex_init(&chopstick[i],NULL); for(i=0;i<N;i++) { int *p; p=malloc(sizeof(int)); *p=i; pthread_create(&id[i],NULL,philosopher,(void*)p); } for(i=0;i<N;i++) pthread_join(id[i],NULL); }给代码加注释

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <unistd.h>
#include <pthread.h>
#include <semaphore.h>
#include <time.h>

#define N 5 //哲学家数量

pthread_mutex_t chopstick[N]; //筷子信号量

//哲学家线程函数
void* philosopher(void* arg){
    int *i;
    i = (int *)arg; //哲学家序号

    for(;;){
        //思考
        printf("%d 号哲学家在思考......\n",*i);
        sleep(rand()%3); //休眠随机时间，不超过3秒
        
        //尝试取回左右两边的筷子
        if(pthread_mutex_trylock(&chopstick[*i]) == 0 && pthread_mutex_trylock(&chopstick[(*i+1)%N]) == 0) //尝试同时拿到两个筷子
        {   
            //成功拿到两个筷子
            printf("%d号哲学家在进餐......\n",*i);
            sleep(rand()%3); //休眠随机时间，不超过3秒
            
            //放回筷子
            pthread_mutex_unlock(&chopstick[*i]);
            pthread_mutex_unlock(&chopstick[(*i+1)%N]);
        } 
        else 
        {
            //释放已拿到的筷子，等待随机时间后重试
            pthread_mutex_unlock(&chopstick[*i]);
            pthread_mutex_unlock(&chopstick[(*i+1)%N]);
            sleep(rand()%2);
        }
    }
}

int main(){
    pthread_t id[N];
    int i;

    //初始化筷子信号量
    for(i=0;i<N;i++)
        pthread_mutex_init(&chopstick[i],NULL);

    //创建哲学家线程
    for(i=0;i<N;i++)
    {
        int *p;
        p=malloc(sizeof(int));
        *p=i;
        pthread_create(&id[i],NULL,philosopher,(void*)p);
    }

    //等待哲学家线程结束
    for(i=0;i<N;i++)
        pthread_join(id[i],NULL);
}

代码中实现了哲学家问题的解决方案，通过线程模拟哲学家的行为，使用互斥锁来解决筷子竞争的问题。其中，`pthread_mutex_init`用于初始化互斥锁，`pthread_create`用于创建线程，`pthread_join`用于等待线程结束。对于每一个哲学家线程，其会进入一个无限循环，先进行思考，然后尝试取回左右两边的筷子，如果成功则进餐，否则释放已拿到的筷子并等待随机时间后重试。

#include <stdio.h> #include <stdlib.h> #include <time.h> #include <unistd.h> #include <pthread.h> #include <semaphore.h> void sleep_random(int t) { sleep((int)(t * (rand() / (RAND_MAX *1.0)))); } void delay(){ int i = 10000000; while (i--) ; } #define N 5 sem_t chopstick[N]; void *phi(void *id){ /* 'id' starts from 1 */ int i, left, right, myid = *(int*)id; left = myid - 1; right = (myid < N) ? myid : 0; for (i = 0; i < 3; i++){ printf("phi #%d: thinking\n", myid); if (left < right){ sem_wait(&chopstick[left]); delay(); sem_wait(&chopstick[right]); } else{ sem_wait(&chopstick[right]); delay(); sem_wait(&chopstick[left]); } printf("phi #%d: eating\n", myid); sleep_random(3); sem_post(&chopstick[left]); sem_post(&chopstick[right]); } } int main(){ int i, id[N]; pthread_t t[N]; srand((int)time(0)); for (i = 0; i < N; i++){ id[i] = i + 1; sem_init(&chopstick[i], 0, 1); } for (i = 0; i < N; i++) pthread_create(&t[i], NULL, phi, &id[i]); for (i = 0; i < N; i++) pthread_join(t[i], NULL); return 0; } 什么意思

这是一个使用 pthread 和 semaphore 实现的哲学家就餐问题。程序模拟了 5 个哲学家围坐在一张圆桌前，每个哲学家需要使用他左右两边的筷子才能进餐。每个哲学家线程会先思考一段时间，然后尝试获取他左右两边的筷子，如果两个筷子都被占用，则等待。当哲学家成功获取两个筷子并进餐时，会持有两个筷子信号量，直到进餐结束后释放。主线程创建 5 个哲学家线程，并等待它们执行完毕。在程序中，使用了 5 个信号量 chopstick 来表示每个筷子的占用状态，初始时每个筷子都是可用的。当哲学家需要使用筷子时，会先尝试获取左右两边的筷子信号量，如果坐在 5 号位置的哲学家需要使用 1 号和 5 号两个筷子，则会先等待获取 5 号筷子的信号量，避免死锁。如果同时有多个哲学家都试图获取同一对筷子，可能会发生死锁，因此需要使用适当的算法，如 Dijkstra 算法来避免死锁。