哲学家进餐问题,给哲学家编号,奇数的哲学家拿左边的筷子,偶数的哲学家拿右边的筷子进餐,从而避免死锁,用c语言实现
时间: 2024-03-24 12:38:55 浏览: 164
哲学家进餐问题,操作系统
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好的,这是一个经典的哲学家进餐问题。为了避免死锁,可以引入一个额外的资源(如一个服务员或一个中间筷子),用于控制哲学家拿筷子的顺序。
以下是一个使用信号量实现的C代码示例:
```c
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <pthread.h>
#include <semaphore.h>
#define N 5 // 哲学家数量
pthread_t philosophers[N];
sem_t forks[N];
sem_t waiter;
int philosopher_id[N]; // 哲学家编号
void *philosopher(void *arg) {
int id = *(int *)arg;
int left = id;
int right = (id + 1) % N;
while (1) {
// 等待服务员让其拿起左边的筷子
sem_wait(&waiter);
// 拿起左边的筷子
sem_wait(&forks[left]);
// 等待服务员让其拿起右边的筷子
sem_wait(&waiter);
// 拿起右边的筷子
sem_wait(&forks[right]);
// 开始进餐
printf("Philosopher %d is eating...\n", id);
sleep(1); // 模拟进餐时间
// 放下左边的筷子
sem_post(&forks[left]);
// 放下右边的筷子
sem_post(&forks[right]);
// 通知服务员有一只筷子可用
sem_post(&waiter);
sem_post(&waiter);
// 开始思考
printf("Philosopher %d is thinking...\n", id);
sleep(1); // 模拟思考时间
}
return NULL;
}
int main() {
int i;
for (i = 0; i < N; i++) {
philosopher_id[i] = i;
sem_init(&forks[i], 0, 1); // 初始化每只筷子的信号量
}
sem_init(&waiter, 0, N - 1); // 初始化服务员的信号量
// 创建哲学家线程
for (i = 0; i < N; i++) {
pthread_create(&philosophers[i], NULL, philosopher, &philosopher_id[i]);
}
// 等待哲学家线程结束(这里不会发生)
for (i = 0; i < N; i++) {
pthread_join(philosophers[i], NULL);
}
// 销毁信号量
sem_destroy(&waiter);
for (i = 0; i < N; i++) {
sem_destroy(&forks[i]);
}
return 0;
}
```
在这个示例中,每个哲学家线程会一直循环执行,不断地进行进餐和思考。当一个哲学家想要进餐时,它会等待服务员让其拿起左边的筷子,然后拿起左边的筷子,再等待服务员让其拿起右边的筷子,最后拿起右边的筷子,开始进餐。进餐结束后,它会放下左边的筷子,再放下右边的筷子,然后通知服务员有一只筷子可用,开始思考。
在这个示例中,服务员的信号量初始值为N-1,表示有N-1只筷子可用。当一个哲学家想要拿起一只筷子时,它会等待服务员的信号量,如果服务员的信号量为0,表示没有筷子可用,它会一直等待。当服务员让其拿起一只筷子时,它会通知服务员,服务员的信号量加2,表示又有两只筷子可用了。这样,就保证了任意时刻都至少有一只筷子可用,避免了死锁的发生。
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