设计3—4个并发进程,共享系统的10个同类不可抢占资源的代码。各进程按银行家算法动态进行资源的申请和释放,编写程序模拟这一执行过程。并解释它的原理
时间: 2024-11-15 11:19:49 浏览: 0
要实现这个场景,我们可以使用C语言中的`pthread`库来创建并管理多个并发进程,以及一个简单的数组或队列来表示共享资源。这里我会提供一个简化的示例,但请注意,实际应用中的银行家算法通常会更复杂,涉及到矩阵运算、状态机等。以下是一个基本的实现:
```c
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <pthread.h>
#define NUM_RESOURCES 10
#define MAX_REQUESTS 5
typedef struct {
int pid;
int resources[10]; // 每个进程拥有的资源数量
int requests[10]; // 请求的资源
} Process;
// 假设这是银行家算法的核心函数,用于检查是否满足分配请求
int is_safe_to_allocate(Process* processes, int pid, int resource) {
int total_used = 0;
for (int i = 0; i < NUM_RESOURCES; i++) {
if (processes[pid].requests[i] > processes[pid].resources[i]) {
return -1; // 已经超过当前拥有量,无法分配更多
}
total_used += processes[i % NUM_RESOURCES].resources[i];
}
// 使用循环数组简化边界条件
if (total_used + resource > NUM_RESOURCES) {
return 0; // 不安全,总需求超过系统资源
}
// 进行更复杂的判断(如死锁避免),这里简化为只考虑资源总量
return 1;
}
void* request_resources(void* arg) {
Process* process = (Process*)arg;
while (1) {
int chosen_resource = -1;
for (int i = 0; i < NUM_RESOURCES; i++) {
if (process->requests[i] && is_safe_to_allocate(process, process->pid, i)) {
chosen_resource = i;
break;
}
}
if (chosen_resource == -1) {
printf("Process %d cannot get any more resources, exiting.\n", process->pid);
pthread_exit(NULL);
} else {
process->resources[chosen_resource]++;
process->requests[chosen_resource]--;
printf("Process %d acquired resource %d.\n", process->pid, chosen_resource);
}
sleep(1); // 延迟模拟真实情况
}
}
int main() {
Process processes[MAX_REQUESTS];
for (int i = 0; i < MAX_REQUESTS; i++) {
processes[i].pid = i;
for (int j = 0; j < NUM_RESOURCES; j++) {
processes[i].resources[j] = 0;
processes[i].requests[j] = rand() % 5; // 随机请求0到4之间的资源
}
}
// 创建并启动进程
pthread_t threads[MAX_REQUESTS];
for (int i = 0; i < MAX_REQUESTS; i++) {
pthread_create(&threads[i], NULL, &request_resources, &processes[i]);
}
// 等待所有进程结束
for (int i = 0; i < MAX_REQUESTS; i++) {
pthread_join(threads[i], NULL);
}
return 0;
}
```
在这个示例中,我们创建了5个进程,每个进程随机请求0到4个资源。`is_safe_to_allocate`函数模拟了银行家算法的一部分,检查是否可以安全地分配资源。如果不能,进程就会返回并退出。
注意,这只是一个非常基础的示例,实际的银行家算法需要处理更多的细节,包括资源的预分配、请求历史记录、状态转换等。此外,为了避免死锁,可能还需要维护一个全局的状态表或其他数据结构来跟踪进程的资源请求。
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