完成具有以下要求的哲学家问题:– 5名哲学家,同时进入餐桌 – 共计5个资源,且一名哲学家仅能获取其中固定的2个 – 哲学家必须获取2个资源才能吃饭– 使用Linux环境完成本次实验 – 在哲学家获取、释放资源时打印信息(可以封装在PV 操作中)
时间: 2024-02-16 13:03:35 浏览: 148
以下是一个使用信号量实现的哲学家进餐问题的示例代码,满足以上要求。在Linux环境下,可以使用`sem_init()`、`sem_wait()`、`sem_post()`等函数来实现信号量的初始化、等待和释放。
```c
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <pthread.h>
#include <semaphore.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 // 哲学家思考状态
#define HUNGRY 1 // 哲学家饥饿状态
#define EATING 2 // 哲学家就餐状态
int state[N]; // 记录每个哲学家的状态
sem_t mutex; // 互斥信号量,保护对状态数组的修改
sem_t s[N]; // 每个哲学家对应的信号量,用于阻塞和唤醒哲学家
void test(int i)
{
if (state[i] == HUNGRY && state[LEFT] != EATING && state[RIGHT] != EATING) {
state[i] = EATING;
sem_post(&s[i]);
}
}
void take_forks(int i)
{
sem_wait(&mutex);
state[i] = HUNGRY;
printf("Philosopher %d is hungry.\n", i);
test(i);
sem_post(&mutex);
sem_wait(&s[i]);
}
void put_forks(int i)
{
sem_wait(&mutex);
state[i] = THINKING;
printf("Philosopher %d puts down chopsticks %d and %d.\n", i, LEFT, i);
printf("Philosopher %d is thinking.\n", i);
test(LEFT);
test(RIGHT);
sem_post(&mutex);
}
void *philosopher(void *arg)
{
int i = *(int *)arg;
while (1) {
printf("Philosopher %d is thinking.\n", i);
sleep(rand() % 3);
take_forks(i);
printf("Philosopher %d picks up chopsticks %d and %d.\n", i, LEFT, i);
printf("Philosopher %d is eating.\n", i);
sleep(rand() % 3);
put_forks(i);
}
}
int main()
{
pthread_t tid[N];
int index[N];
sem_init(&mutex, 0, 1);
for (int i = 0; i < N; i++) {
sem_init(&s[i], 0, 0);
index[i] = i;
}
for (int i = 0; i < N; i++) {
pthread_create(&tid[i], NULL, philosopher, &index[i]);
}
for (int i = 0; i < N; i++) {
pthread_join(tid[i], NULL);
}
return 0;
}
```
在这个示例代码中,每个哲学家对应一个信号量`s[i]`,当哲学家想进餐时,他会先检查左右邻居是否在进餐,如果都不在进餐,他就可以拿起两个筷子开始进餐。如果不能立刻进餐,他就会阻塞,等待另外两个筷子被释放。同时,互斥信号量`mutex`用于保护对状态数组的修改,避免多个哲学家同时修改状态数组导致的竞态条件。
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