问题描述:一张圆桌上坐着5名哲学家,每两个哲学家之间摆上一根筷子,桌子中间是一碗米饭。哲学家们只进行思考和进餐。只有当哲学家饥饿时,才会拿起左右两根筷子(一次只拿一根),如果筷子在别人手上就需要等待,只有当同时拿到两根筷子时才可以开始进餐,进餐完毕后,放下筷子进行思考。要求避免死锁现象。 请在windows环境,Visual Studio平台中用c语言编写
时间: 2024-03-07 20:48:00 浏览: 120
哲学家就餐问题的C语言描述
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为了避免哲学家就餐问题中的死锁现象,可以使用以下两种方法中的一种:
1. Chandy/Misra解法:哲学家在拿起筷子时,先向左右两个哲学家发送请求消息,如果两个哲学家都没有发出请求,则可以拿起筷子,否则就等待哲学家放下筷子后再发送请求。
2. 超时机制:哲学家在拿起筷子时,设定一个超时时间。如果超过一定时间还没有拿到另一根筷子,则放下已经拿到的筷子,等待一段时间后再重新开始尝试。
以下是使用超时机制的代码实现:
```c
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <windows.h>
#define N 5
#define LEFT (i + N - 1) % N
#define RIGHT (i + 1) % N
#define THINKING 0
#define HUNGRY 1
#define EATING 2
#define TIMEOUT 1000
int state[N]; // 每个哲学家的状态
HANDLE mutex; // 互斥锁
HANDLE s[N]; // 条件变量
void test(int i) {
if (state[i] == HUNGRY && state[LEFT] != EATING && state[RIGHT] != EATING) {
state[i] = EATING;
printf("哲学家 %d 拿到筷子开始进餐\n", i);
ReleaseSemaphore(s[i], 1, NULL);
}
}
void pickup(int i) {
DWORD start_time = GetTickCount();
while (1) {
WaitForSingleObject(mutex, INFINITE);
state[i] = HUNGRY;
printf("哲学家 %d 饥饿了,开始思考和拿起左手边的筷子\n", i);
test(i);
ReleaseMutex(mutex);
WaitForSingleObject(s[i], TIMEOUT);
WaitForSingleObject(mutex, INFINITE);
if (state[i] == EATING) {
ReleaseMutex(mutex);
break;
}
else {
state[i] = THINKING;
printf("哲学家 %d 没有拿到两根筷子,放下筷子并等待一段时间后重新开始尝试\n", i);
ReleaseMutex(mutex);
Sleep(rand() % 5000 + 1000);
}
if (GetTickCount() - start_time > TIMEOUT) {
printf("哲学家 %d 超时,放弃进餐\n", i);
return;
}
}
}
void putdown(int i) {
WaitForSingleObject(mutex, INFINITE);
state[i] = THINKING;
printf("哲学家 %d 放下筷子,开始思考\n", i);
test(LEFT);
test(RIGHT);
ReleaseMutex(mutex);
}
DWORD WINAPI philosopher(LPVOID lpParam) {
int i = (int)lpParam;
while (1) {
Sleep(rand() % 5000 + 1000); // 思考一段时间
pickup(i);
Sleep(rand() % 5000 + 1000); // 进餐一段时间
putdown(i);
}
return 0;
}
int main() {
int i;
HANDLE thread[N];
srand(GetTickCount());
mutex = CreateMutex(NULL, FALSE, NULL);
for (i = 0; i < N; i++) {
s[i] = CreateSemaphore(NULL, 0, 1, NULL);
state[i] = THINKING;
}
for (i = 0; i < N; i++) {
thread[i] = CreateThread(NULL, 0, philosopher, (LPVOID)i, 0, NULL);
if (thread[i] == NULL) {
printf("创建线程失败!\n");
return 0;
}
}
WaitForMultipleObjects(N, thread, TRUE, INFINITE);
CloseHandle(mutex);
for (i = 0; i < N; i++) {
CloseHandle(s[i]);
}
return 0;
}
```
注意,在使用超时机制时,需要使用 `GetTickCount()` 函数来获取当前时间,并在超时后放弃进餐。同时,哲学家在等待超时时需要释放互斥锁,以便其他哲学家可以继续尝试拿起筷子。
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