哲学家就餐问题报告

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实验报告

实验名称：哲学家就餐问题

班级：信卓1201班

姓名：钟远维

学号：U201213500

日期：2014年10月30日

一、实验目的

1、熟练使用VC6.0编译环境，调试并正确运行程序。

2、理解哲学家就餐问题中出现的问题，进而掌握死锁的必要条件。

3、理解源程序中产生和防止死锁的算法，及相关窗口操作。

4、熟悉哲学家就餐问题流程并写出其伪代码

二、实验内容

有五个哲学家围坐在一圆桌旁（如图1），桌中央有一盘通心粉，每人面前有一只空盘子，每两人之间放一只筷子。每个哲学家的行为是思考，感到饥饿，然后吃通心粉。为了吃通心粉，每个哲学家必须拿到两只筷子，并且每个人只能直接从自己的左边或右边去取筷子。

图1 图2

三、实验要求

1、程序需有防止死锁发生采取的措施；

2、程序要有产生死锁的分配方式；

四、实验算法实现

1、不发生死锁的方式

由源码gChopstickState[iLeftChopstick] = iPhilosopher;

gChopstickState[iRightChopstick] = iPhilosopher;

知基本思路是要么一下子占用两支筷子要么不占用，先确定两只筷子均没被占用才获取筷子，这样就打破了死锁的必要条件。

伪代码如下;

var mutexleftchopstick,mutexrightchopstick;

beging:

resting;

waiting;

p(mutexleftchopstick); //先改变左手筷子信号量

p(mutexrightchopstick); //马上改变右手筷子信号量

GetResource(leftchopstick,rightchopstick); //同时占用左右手筷子

eating;

v(mutexleftchopstick); //释放资源

v(mutexrightchopstick);

end

2、发生死锁的方式

基本思路是有筷子即占用，看似效率很高，但因为资源有限，且不可抢占，很容易发生死锁。

源码理解:

gDinerState[iPhilosopher] = WAITING; //wants chopsticks

result = WaitForSingleObject(gchopStick[iLeftChopstick], INFINITE);

gChopstickState[iLeftChopstick] = iPhilosopher; //得到左手筷子

Sleep(P_DELAY/4); //休眠状态

gDinerState[iPhilosopher] = WAITING; //继续等待另一只手筷子

result = WaitForSingleObject(gchopStick[iRightChopstick], INFINITE);

gChopstickState[iRightChopstick] = iPhilosopher; //直到等到右手筷子

伪码书写：

var mutexleftchopstick,mutexrightchopstick;

beging:

resting;

waiting;

p(mutexleftchopstick); //改变左手筷子信号量

GetResource(leftchopstick); //获取左手筷子

p(mutexrightchopstick); //改变右手筷子信号量

GetResource(rightchopstick); //获取右手筷子

eating;

v(mutexleftchopstick);

v(mutexrightchopstick);

end

五、实验运行结果

程序界面说明：

通过位图句柄画演示的界面

1．先画桌子，再画筷子，再画盘子，

2．再画哲学家：

哲学家用圆表示，根据哲学家的状态选择画笔（为resting 状态时为绿色圆圈，为等待或者，就餐时为红色圆圈）

3．最后画哲学家的手：

判断的依据是若筷子的编号和哲学家的编号一直致，那么认为这根筷子属于这个哲学家（筷子资源空闲）那么可以画手表示哲学家获得了这个筷子。（获得资源）

六、实验总结

通过本次实验，程序设计的时候应该有适当的避免死锁的产生的算法程序。当避免死锁产生算法不完美时，有锁死产生的时候的死锁分配方式。这些都是在程序设计的时候应该先想好的。通过实践总结，有以下三种方法可以避免一类死锁。一是至多允许4位哲学家同时吃通心面；二是奇数号哲学家先取左边叉子，再取右边叉子；偶数号哲学家先取右边叉子，再取左边叉子；三是每位哲学家取到手边的两把叉子才开始吃通心面，否则一把叉子也不取。

本次实验在已给源码的基础上我们主要是理解C语言程序并提高伪代码书写能力；所以第一步是要弄懂这个哲学家就餐问题的算法思路，然后结合课堂上老师对伪代码算法的讲解，我们将思路用伪码总结出来。

从这次实验中，我们的另一个收获是对同一个问题的多方向思考。从代码中可以看出不同的分配方式，有的会避免产生死锁，有的可能会导致死锁的发生且时间长短不一样。这不禁让我们思考多种解决死锁的方案，但每种方案从时间、代码量等方面考虑各有优缺点，要想得到最佳的解决方法就需要我们在以后的实践中去不断探索。