Linux下C语言实现车辆行驶死锁问题及解决

"车辆行驶死锁问题" 实验目标在于理解和解决车辆行驶过程中的死锁问题，特别是在一个T型路口的场景中。实验要求使用C语言在Linux环境下编程，通过信号量机制实现进程同步，以防止出现死锁。实验内容涉及四个方向（ABE、W、S）的车辆，每个方向能容纳一辆车，车辆行驶的方向与路口布局有关。 死锁是多进程系统中常见的问题，它发生在一组进程中，每个进程都在等待其他进程释放资源，从而导致所有进程都无法继续执行。死锁的四个必要条件包括： 1. **互斥条件**：资源在任何时候只能由一个进程使用。 2. **请求与保持条件**：进程已经保持至少一个资源，同时请求新的资源。 3. **非剥夺条件**：进程已获得的资源不能被强制剥夺，只能由进程自己释放。 4. **循环等待条件**：存在一个进程等待链，每个进程都在等待链中的下一个进程所持有的资源。 为了预防死锁，本实验采用**有序资源分配法**。这种方法要求进程按照固定的顺序申请资源，以避免形成循环等待。在T型路口的例子中，定义了位置资源编号：f(C)=1, f(B)=2, f(A)=3, f(D)=4。这意味着车辆必须按照C→B→A→D或C→D的顺序行驶。 为了实现这个策略，实验使用了四个信号量s1到s4，分别对应于C、B、A和D四个位置，初始值均为1。在车辆行驶的过程中，通过PV操作（即信号量的wait和signal操作）来控制车辆的移动和资源的释放，确保每个位置的车辆按照规定的顺序行驶，从而避免死锁的发生。 例如，当一辆车从E方向驶向A时，它首先会执行P(s2)操作等待B位置空闲，然后执行P(s3)等待A位置空闲。同样，从W方向驶向D的车辆会先执行P(s1)，再执行P(s4)。这样的设计确保了车辆总是按照资源编号的顺序请求资源，消除了循环等待的可能性。 通过这样的实验，学习者不仅可以深入理解死锁的原理，还能掌握预防死锁的具体方法，特别是如何通过合理的资源分配策略来避免死锁。此外，实验还要求动态显示车辆行驶状态，增强了对死锁预防策略实际应用的理解。