问题描述:五个哲学家共用一张圆桌,分别坐在周围的五张椅子上,在圆桌上有五个碗和五只筷子,他们的生活方式是交替地进行思考和进餐。平时,一个哲学家进行思考,饥饿时便试图取其左右最靠近它的筷子,只有他拿到两只筷子时才能进餐。进餐毕,放下筷子继续思考。 要求显示出每个哲学家的工作状态,如吃饭,思考。连续运行30次以上都未出现死锁现象。且使用c语言,并可在Linux中运行 且main函数形为开始,初始化,创建五个任务(子线程),等待任务执行结束,结束 过程为 开始 开始思考(无具体工作,通过格式1 化输出语句打印信息) 思考一段时间(无具体工作,系统 延时一段时间-随机数或固定时间) 尝试拿起左右筷子 是否 成功 开始进餐(无具体工作,通过格式1 化输出语句打印信息) 进餐一段时间(无具体工作,系统 延时一段时间随机数或固定时间) 放下左右筷子
时间: 2024-02-24 22:59:00 浏览: 146
以下是实现该问题的C语言代码,可以在Linux系统中运行:
```c
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <pthread.h>
#include <unistd.h>
#include <time.h>
#define NUM_PHILOSOPHERS 5 // 哲学家数量
#define MAX_SLEEP_TIME 5 // 最大睡眠时间,单位秒
#define MAX_EAT_TIME 3 // 最大进餐时间,单位秒
#define MAX_THINK_TIME 5 // 最大思考时间,单位秒
pthread_mutex_t chopsticks[NUM_PHILOSOPHERS]; // 筷子互斥量
pthread_t philosophers[NUM_PHILOSOPHERS]; // 哲学家线程
int state[NUM_PHILOSOPHERS]; // 哲学家状态数组,0表示思考,1表示进餐
void *philosopher(void *arg) {
int id = *(int*)arg;
int left = id;
int right = (id + 1) % NUM_PHILOSOPHERS;
int eat_time;
srand(time(NULL)); // 设置随机种子
while (1) {
// 思考
state[id] = 0;
printf("Philosopher %d is thinking.\n", id);
sleep(rand() % MAX_THINK_TIME);
// 尝试拿起左右筷子
pthread_mutex_lock(&chopsticks[left]);
if (pthread_mutex_trylock(&chopsticks[right]) != 0) {
pthread_mutex_unlock(&chopsticks[left]);
continue;
}
// 进餐
state[id] = 1;
printf("Philosopher %d is eating.\n", id);
eat_time = rand() % MAX_EAT_TIME;
sleep(eat_time);
// 放下左右筷子
pthread_mutex_unlock(&chopsticks[left]);
pthread_mutex_unlock(&chopsticks[right]);
}
}
int main() {
int i, ids[NUM_PHILOSOPHERS];
// 初始化筷子互斥量
for (i = 0; i < NUM_PHILOSOPHERS; i++) {
pthread_mutex_init(&chopsticks[i], NULL);
}
// 创建哲学家线程
for (i = 0; i < NUM_PHILOSOPHERS; i++) {
ids[i] = i;
pthread_create(&philosophers[i], NULL, philosopher, &ids[i]);
}
// 等待哲学家线程结束
for (i = 0; i < NUM_PHILOSOPHERS; i++) {
pthread_join(philosophers[i], NULL);
}
// 销毁筷子互斥量
for (i = 0; i < NUM_PHILOSOPHERS; i++) {
pthread_mutex_destroy(&chopsticks[i]);
}
return 0;
}
```
在该代码中,我们使用了pthread库来实现多线程。首先定义了筷子互斥量和哲学家线程的变量,然后在主函数中进行初始化和创建线程的操作。每个哲学家的线程函数philosopher中,根据哲学家的ID获取其左右筷子的编号,然后进行思考、尝试拿起左右筷子、进餐、放下左右筷子的过程。其中,思考和进餐的时间采用了随机数的方式来模拟。最后,主函数中等待哲学家线程结束,并销毁筷子互斥量。在运行过程中,我们可以观察到每个哲学家的状态,并且保证不会出现死锁的情况。
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