我需要代码实现linux哲学家进餐问题
时间: 2023-06-11 12:08:15 浏览: 100
操作系统:哲学家进餐问题(p,v操作实现互斥与同步)
好的,下面为您提供代码实现:
```c
#include <pthread.h>
#include <semaphore.h>
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <unistd.h>
#define N 5 // 哲学家数量
#define LEFT (i + N - 1) % N // 左邻居编号
#define RIGHT (i + 1) % N // 右邻居编号
#define THINKING 0 // 哲学家状态:思考
#define HUNGRY 1 // 哲学家状态:饥饿
#define EATING 2 // 哲学家状态:就餐
int state[N]; // 哲学家的状态
int phil[N] = {0, 1, 2, 3, 4}; // 哲学家编号
sem_t mutex; // 互斥信号量,保证互斥访问共享变量
sem_t s[N]; // N个信号量,用于哲学家之间的同步
void test(int i);
void take_forks(int i);
void put_forks(int i);
void* philosopher(void* arg);
int main() {
int i;
pthread_t tid[N];
sem_init(&mutex, 0, 1); // 初始化互斥信号量为1
for (i = 0; i < N; ++i)
sem_init(&s[i], 0, 0); // 初始化信号量为0
for (i = 0; i < N; ++i) // 创建N个哲学家线程
pthread_create(&tid[i], NULL, philosopher, &phil[i]);
for (i = 0; i < N; ++i) // 等待N个哲学家线程结束
pthread_join(tid[i], NULL);
return 0;
}
void test(int i) {
if (state[i] == HUNGRY && state[LEFT] != EATING && state[RIGHT] != EATING) {
state[i] = EATING;
printf("哲学家 %d 号拿起左右两边的叉子开始就餐\n", i);
sem_post(&s[i]); // 唤醒等待该哲学家的信号量
}
}
void take_forks(int i) {
sem_wait(&mutex); // 临界区,保护共享变量state
state[i] = HUNGRY; // 改变哲学家状态为饥饿
printf("哲学家 %d 号饥饿,正在等待左右两边的叉子\n", i);
test(i); // 试图获取左右两边的叉子
sem_post(&mutex); // 临界区结束
sem_wait(&s[i]); // 如果没获取到叉子,阻塞等待信号量
sleep(1); // 模拟哲学家就餐时间
}
void put_forks(int i) {
sem_wait(&mutex); // 临界区,保护共享变量state
state[i] = THINKING; // 哲学家就餐结束,进入思考状态
printf("哲学家 %d 号就餐结束,放下左右两边的叉子\n", i);
test(LEFT); // 放下叉子后,通知左右两个哲学家可以就餐
test(RIGHT);
sem_post(&mutex); // 临界区结束
}
void* philosopher(void* arg) {
int i = *(int*)arg;
while (1) {
sleep(rand() % 10); // 模拟哲学家思考时间
take_forks(i); // 尝试获取左右两边的叉子
sleep(rand() % 10); // 模拟哲学家就餐时间
put_forks(i); // 放下左右两边的叉子
}
}
```
上面的代码实现了五个哲学家就餐问题,使用了 pthread 库和信号量机制。具体实现过程可以参考注释。
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