提供在windows下模拟哲学家就餐,提供死锁和非死锁解法的代码
时间: 2024-06-15 18:06:37 浏览: 11
在Windows下模拟哲学家就餐问题,并提供死锁和非死锁解法的代码,可以使用多线程和互斥锁来实现。
首先,我们需要定义一个哲学家类,每个哲学家都是一个线程,可以执行就餐和思考的操作。以下是一个简单的哲学家类的示例代码:
```cpp
#include <iostream>
#include <thread>
#include <mutex>
class Philosopher {
public:
Philosopher(int id, std::mutex& leftFork, std::mutex& rightFork)
: id(id), leftFork(leftFork), rightFork(rightFork) {}
void dine() {
while (true) {
think();
eat();
}
}
private:
int id;
std::mutex& leftFork;
std::mutex& rightFork;
void think() {
std::cout << "Philosopher " << id << " is thinking." << std::endl;
// 模拟思考过程
std::this_thread::sleep_for(std::chrono::seconds(1));
}
void eat() {
std::unique_lock<std::mutex> leftLock(leftFork, std::defer_lock);
std::unique_lock<std::mutex> rightLock(rightFork, std::defer_lock);
std::lock(leftLock, rightLock); // 使用std::lock同时锁住两个叉子
std::cout << "Philosopher " << id << " is eating." << std::endl;
// 模拟就餐过程
std::this_thread::sleep_for(std::chrono::seconds(1));
leftLock.unlock();
rightLock.unlock();
}
};
```
接下来,我们可以创建五个哲学家的实例,并为每个哲学家分配左右两个叉子。然后,我们可以创建五个线程,每个线程对应一个哲学家的就餐过程。以下是一个简单的模拟代码:
```cpp
int main() {
std::mutex forks[5]; // 五个叉子
Philosopher philosophers[5] = {
Philosopher(0, forks[0], forks[1]),
Philosopher(1, forks[1], forks[2]),
Philosopher(2, forks[2], forks[3]),
Philosopher(3, forks[3], forks[4]),
Philosopher(4, forks[4], forks[0])
};
std::thread threads[5];
for (int i = 0; i < 5; ++i) {
threads[i] = std::thread(&Philosopher::dine, &philosophers[i]);
}
for (int i = 0; i < 5; ++i) {
threads[i].join();
}
return 0;
}
```
这段代码创建了五个哲学家的实例,并为每个哲学家分配了左右两个叉子。然后,创建了五个线程,每个线程对应一个哲学家的就餐过程。最后,等待所有线程执行完毕。
至于死锁和非死锁解法,可以通过引入一些调度策略来避免死锁的发生。例如,可以限制哲学家同时拿起叉子的数量,或者引入一个全局的调度器来协调哲学家的就餐行为。这些解法超出了简单的代码示例范围,需要更复杂的设计和实现。
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