/* start */ if(left<right){ sem_wait(&chopstick[left]); delay(); sem_wait(&chopstick[right]); } else { sem_wait(&chostick[right]); delay(); sem_wait(&chostick[left]) } /* end */解释一下此代码的作用
时间: 2024-02-26 07:55:18 浏览: 14
这段代码是一个典型的哲学家就餐问题的解决方案,使用了信号量来实现进程之间的同步。
在代码中,left和right是哲学家的左右两边,chopstick是信号量数组,表示筷子是否可用。当left和right两边的筷子都可用时,哲学家可以拿起筷子进餐。当其中一只筷子不可用时,哲学家需要等待,直到两只筷子都可用才能进餐。
具体来说,如果left<right,则先等待left的筷子可用,然后等待right的筷子可用。如果right<left,则先等待right的筷子可用,然后等待left的筷子可用。
这样可以避免死锁的发生,因为哲学家们不会同时拿起自己左右两边的筷子,而是等待自己需要的两只筷子都可用时才拿起。
相关问题
#include <stdio.h> #include <stdlib.h> #include <time.h> #include <unistd.h> #include <pthread.h> #include <semaphore.h> void sleep_random(int t) { sleep((int)(t * (rand() / (RAND_MAX *1.0)))); } void delay(){ int i = 10000000; while (i--) ; } #define N 5 sem_t chopstick[N]; void *phi(void *id){ /* 'id' starts from 1 */ int i, left, right, myid = *(int*)id; left = myid - 1; right = (myid < N) ? myid : 0; for (i = 0; i < 3; i++){ printf("phi #%d: thinking\n", myid); if (left < right){ sem_wait(&chopstick[left]); delay(); sem_wait(&chopstick[right]); } else{ sem_wait(&chopstick[right]); delay(); sem_wait(&chopstick[left]); } printf("phi #%d: eating\n", myid); sleep_random(3); sem_post(&chopstick[left]); sem_post(&chopstick[right]); } } int main(){ int i, id[N]; pthread_t t[N]; srand((int)time(0)); for (i = 0; i < N; i++){ id[i] = i + 1; sem_init(&chopstick[i], 0, 1); } for (i = 0; i < N; i++) pthread_create(&t[i], NULL, phi, &id[i]); for (i = 0; i < N; i++) pthread_join(t[i], NULL); return 0; } 什么意思
这是一个使用 pthread 和 semaphore 实现的哲学家就餐问题。程序模拟了 5 个哲学家围坐在一张圆桌前,每个哲学家需要使用他左右两边的筷子才能进餐。每个哲学家线程会先思考一段时间,然后尝试获取他左右两边的筷子,如果两个筷子都被占用,则等待。当哲学家成功获取两个筷子并进餐时,会持有两个筷子信号量,直到进餐结束后释放。主线程创建 5 个哲学家线程,并等待它们执行完毕。在程序中,使用了 5 个信号量 chopstick 来表示每个筷子的占用状态,初始时每个筷子都是可用的。当哲学家需要使用筷子时,会先尝试获取左右两边的筷子信号量,如果坐在 5 号位置的哲学家需要使用 1 号和 5 号两个筷子,则会先等待获取 5 号筷子的信号量,避免死锁。如果同时有多个哲学家都试图获取同一对筷子,可能会发生死锁,因此需要使用适当的算法,如 Dijkstra 算法来避免死锁。
使用pthread_create()、pthread_join()、 pthread_ cancel ()、sem_init()、sem_wait()、sem_post()等函数的原理和使用方法; 哲学家就餐问题使用gcc编译并运行。
pthread_create():用于创建一个新线程。它接受四个参数:指向线程标识符的指针、线程属性、指向函数的指针和传递给函数的参数。
pthread_join():用于等待一个线程的结束。它接受两个参数:被等待的线程标识符和一个指向返回值的指针。
pthread_cancel():用于取消一个线程。它接受一个参数,被取消的线程标识符。
sem_init():用于初始化一个信号量。它接受三个参数:指向信号量的指针、进程间共享标识符和初始值。
sem_wait():用于等待一个信号量。它接受一个参数,指向信号量的指针。
sem_post():用于增加信号量的值。它接受一个参数,指向信号量的指针。
哲学家就餐问题是一个经典的进程同步问题。在这个问题中,五个哲学家围坐在一个圆桌前,每个哲学家面前有一盘意大利面和一只叉子。由于这些哲学家只有一个叉子,所以他们必须通过互相协作来进餐。但是,如果所有哲学家都同时拿起自己左边的叉子,那么就会出现死锁的情况。
以下是哲学家就餐问题的解决方案的一个示例程序,使用了上述函数:
```c
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <pthread.h>
#include <semaphore.h>
#define N 5 // 哲学家数目
#define LEFT (i + N - 1) % N // i 的左邻号
#define RIGHT (i + 1) % N // i 的右邻号
sem_t chopstick[N]; // N 个信号量,表示 N 个叉子的状态
sem_t mutex; // 互斥信号量,用于保证临界区的原子性操作
void *philosopher(void *arg) {
int i = *(int *)arg;
while (1) {
printf("Philosopher %d is thinking.\n", i);
sleep(3); // 思考
sem_wait(&mutex); // 进入临界区
sem_wait(&chopstick[LEFT]); // 拿起左边的叉子
sem_wait(&chopstick[RIGHT]); // 拿起右边的叉子
sem_post(&mutex); // 离开临界区
printf("Philosopher %d is eating.\n", i);
sleep(3); // 进餐
sem_post(&chopstick[LEFT]); // 放下左边的叉子
sem_post(&chopstick[RIGHT]); // 放下右边的叉子
}
}
int main() {
pthread_t tid[N];
int i;
int id[N];
sem_init(&mutex, 0, 1); // 初始化互斥信号量
for (i = 0; i < N; i++)
sem_init(&chopstick[i], 0, 1); // 初始化每个叉子的信号量
for (i = 0; i < N; i++) {
id[i] = i;
pthread_create(&tid[i], NULL, philosopher, &id[i]); // 创建线程
}
for (i = 0; i < N; i++)
pthread_join(tid[i], NULL); // 等待线程结束
return 0;
}
```
在这个程序中,chopstick 数组表示 N 个叉子的状态,初始状态为 1,表示可用。当哲学家拿起一个叉子时,对应的信号量减 1;当哲学家放下一个叉子时,对应的信号量加 1。mutex 是一个互斥信号量,用于保证临界区的原子性操作。当一个哲学家想要进餐时,他必须先获取 mutex 的锁,然后分别获取左边和右边的叉子的锁,最后释放 mutex 的锁。当一个哲学家完成进餐后,他必须先放下左边和右边的叉子,然后再释放 mutex 的锁。这样可以避免死锁的情况发生。
相关推荐
![pdf](https://img-home.csdnimg.cn/images/20210720083512.png)
![pdf](https://img-home.csdnimg.cn/images/20210720083512.png)
![](https://csdnimg.cn/download_wenku/file_type_ask_c1.png)
![](https://csdnimg.cn/download_wenku/file_type_ask_c1.png)
![](https://csdnimg.cn/download_wenku/file_type_ask_c1.png)
![](https://csdnimg.cn/download_wenku/file_type_ask_c1.png)
![](https://csdnimg.cn/download_wenku/file_type_ask_c1.png)
![](https://csdnimg.cn/download_wenku/file_type_ask_c1.png)
![](https://csdnimg.cn/download_wenku/file_type_ask_c1.png)
![](https://csdnimg.cn/download_wenku/file_type_ask_c1.png)
![](https://csdnimg.cn/download_wenku/file_type_ask_c1.png)
![](https://csdnimg.cn/download_wenku/file_type_ask_c1.png)
![](https://csdnimg.cn/download_wenku/file_type_ask_c1.png)
![](https://csdnimg.cn/download_wenku/file_type_ask_c1.png)
![](https://csdnimg.cn/download_wenku/file_type_ask_c1.png)
![](https://csdnimg.cn/download_wenku/file_type_ask_c1.png)