C++实现理发师问题：源码解析与并发控制

"这是一个使用C++编程语言解决理发师问题的程序代码示例。该问题是一个经典的并发控制问题，涉及到多个线程（理发师、顾客）的同步。代码中包含了必要的注释，方便理解。" 理发师问题是并发编程中的一个经典案例，它描述了一个小镇上只有一个理发师的情况。理发师在没有顾客时会自己理发，而当有顾客到来时，理发师会为顾客理发。问题在于如何正确地同步理发师和顾客的行为，以避免出现理发师无法为自己理发或顾客等待过久的死锁情况。 在这个C++实现中，主要使用了Windows API中的信号量（Semaphore）和互斥量（Mutex）来控制并发访问。信号量用于限制并发数量，互斥量用于保护共享资源。 1. 定义了全局变量： - `waiting` 记录等待理发的顾客数量。 - `close_door` 可能用于模拟理发店是否开门的状态，但代码中未具体使用。 - `count` 记录理发的总数。 - `finish` 用于表示理发师是否已经完成理发。 - `Mutex` 是一个互斥量，用于保证对共享资源（如顾客数量、等待状态等）的独占访问。 - `barbers` 和 `customers` 分别是理发师和顾客的信号量，限制了同时进行的理发和顾客数量。 2. `random()` 函数用于生成随机等待时间，模拟顾客到达的随机性。 3. `customer` 线程代表顾客： - 使用 `ReleaseSemaphore(customers,1,NULL)` 增加可用顾客信号量，表示顾客进入理发店。 - `WaitForSingleObject(Mutex,INFINITE);` 获取互斥量，开始处理顾客逻辑。 - 如果有等待中的顾客，表示理发师正在工作，顾客需要等待。 - `ResumeThread(customers);` 释放顾客信号量，让其他顾客可以进来。 - `ReleaseMutex(Mutex);` 释放互斥量，结束顾客逻辑。 4. `barber` 线程代表理发师： - 在一个无限循环中，等待顾客信号量 `WaitForSingleObject(customers,INFINITE);`，表示有顾客到来。 - 再次等待互斥量，开始处理理发逻辑。 这个程序的实现方式是基于Windows的多线程模型，通过信号量和互斥量来确保并发控制。在实际的并发编程中，类似的问题可以通过其他并发控制机制，如条件变量、读写锁或者更高级的并发原语来解决。在Linux等系统中，可以使用pthread库中的相应函数来实现类似的功能。理解并解决理发师问题有助于深入理解并发编程中的同步和互斥概念。