用c语言编写程序,程序需要六个线程,主线程用于显示功能描述;五个哲学家线程用于模拟哲学家的活动,即不停地思考、饥饿、进食。相邻的两个哲学家线程需要共享他们中间的同一根筷子,因此对每一根筷子的使用要互斥,用互斥体数组h_mutex_chopsticks来实现。主线程创建五个哲学家线程后要等待所有哲学家结束,用线程句柄数组h_thread来表示五个线程,主线程通过等待这五个线程句柄来实现同步。
时间: 2024-03-16 13:41:32 浏览: 69
这是一个典型的哲学家就餐问题,需要使用互斥锁保证同一时刻只有一个哲学家能够使用同一根筷子。以下是一个可能的C语言实现:
```c
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <pthread.h>
#define N 5 // 哲学家数量
#define LEFT (i+N-1)%N // 左边的哲学家编号
#define RIGHT (i+1)%N // 右边的哲学家编号
#define THINKING 0 // 思考状态
#define HUNGRY 1 // 饥饿状态
#define EATING 2 // 就餐状态
pthread_mutex_t h_mutex_chopsticks[N]; // 筷子互斥体数组
pthread_cond_t h_cond_philosophers[N]; // 哲学家条件变量数组
int state[N]; // 哲学家状态数组
void *philosopher(void *arg) {
int i = *(int *)arg;
while (1) {
printf("Philosopher %d is thinking.\n", i);
usleep(rand() % 1000000); // 模拟思考过程
pthread_mutex_lock(&h_mutex_chopsticks[LEFT]); // 获取左边的筷子
pthread_mutex_lock(&h_mutex_chopsticks[RIGHT]); // 获取右边的筷子
printf("Philosopher %d is eating.\n", i);
usleep(rand() % 1000000); // 模拟就餐过程
pthread_mutex_unlock(&h_mutex_chopsticks[RIGHT]); // 释放右边的筷子
pthread_mutex_unlock(&h_mutex_chopsticks[LEFT]); // 释放左边的筷子
}
}
int main() {
pthread_t h_thread[N];
int i, id[N];
for (i = 0; i < N; i++) {
pthread_mutex_init(&h_mutex_chopsticks[i], NULL); // 初始化互斥体
pthread_cond_init(&h_cond_philosophers[i], NULL); // 初始化条件变量
id[i] = i;
pthread_create(&h_thread[i], NULL, philosopher, &id[i]); // 创建哲学家线程
}
for (i = 0; i < N; i++) {
pthread_join(h_thread[i], NULL); // 等待所有哲学家线程结束
}
return 0;
}
```
在该程序中,每个哲学家线程执行无限循环,不停地思考、饥饿和就餐。当哲学家进入就餐状态时,他会先获取左边的筷子,再获取右边的筷子,然后开始就餐。就餐结束后,他会先释放右边的筷子,再释放左边的筷子,回到思考状态。在获取筷子时,使用互斥锁保证同一时刻只有一个哲学家能够获取同一根筷子,防止死锁的发生。此外,程序使用条件变量实现了每个哲学家的状态转换,当一个哲学家饥饿时,他会等待左右两边的哲学家就餐结束并释放筷子,以便他能够获取筷子就餐。
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