用至多允许4名哲学家同时进餐的方法解决哲学家进餐问题,给出完整代码和代码分析,声明信号量count控制至多允许4名哲学家进餐和5个筷子信号量。
时间: 2023-12-03 08:44:55 浏览: 47
哲学家进餐问题是一个经典的同步问题,解决方法有多种。其中一种方法是使用信号量来解决,以下是一个使用信号量实现的代码:
```python
import threading
# 定义5个筷子信号量
chopsticks = [threading.Semaphore(1) for _ in range(5)]
# 定义控制进餐人数的信号量
count = threading.Semaphore(4)
class Philosopher(threading.Thread):
def __init__(self, name, left_chopstick, right_chopstick):
super().__init__(name=name)
self.left_chopstick = left_chopstick
self.right_chopstick = right_chopstick
def run(self):
while True:
# 先获取进餐人数信号量,再尝试获取左右筷子信号量
count.acquire()
self.left_chopstick.acquire()
self.right_chopstick.acquire()
# 吃饭
print(f"{self.name} is eating")
# 释放左右筷子信号量,再释放进餐人数信号量
self.right_chopstick.release()
self.left_chopstick.release()
count.release()
if __name__ == '__main__':
philosophers = []
for i in range(5):
left_chopstick = chopsticks[i]
right_chopstick = chopsticks[(i + 1) % 5]
philosopher = Philosopher(f"Philosopher {i+1}", left_chopstick, right_chopstick)
philosophers.append(philosopher)
for philosopher in philosophers:
philosopher.start()
for philosopher in philosophers:
philosopher.join()
```
在代码中,我们定义了5个筷子信号量和一个控制进餐人数的信号量。每个哲学家线程会先尝试获取进餐人数信号量,再尝试获取左右筷子信号量。如果成功获取到了进餐人数信号量和左右筷子信号量,就可以开始吃饭了。吃完饭后,需要先释放左右筷子信号量,再释放进餐人数信号量。
使用信号量来解决哲学家进餐问题,可以避免死锁和饥饿问题。在代码中,进餐人数信号量的数量限制了同时进餐的哲学家数量,从而避免了饥饿问题。而每个哲学家线程都会先尝试获取进餐人数信号量,再尝试获取左右筷子信号量,这样可以避免死锁问题。