实验一 哲学家就餐问题
哲学家进餐问题
哲学家进餐问题问题描述:有5个哲学家共用一张圆桌,分别坐在周围的5张椅子上。
在桌上有5支筷子和5个碗,他们的生活方式是交替的进行思考和进餐。
平时,一个哲学家进行思考,饥饿时便试图取用他左右最靠近他的筷子,只有在他拿到两只筷子时才能进餐。
进餐完毕放下筷子继续思考。
解决方法:1)至多只允许4位哲学家同时去拿他左边的筷子,最终能保证至少有一个哲学家能够进餐,并在用毕时能够释放他用过的两支筷子,从而使更多的哲学家能够进餐。
2)规定奇数号哲学家先拿他左边的筷子然后再拿右边的筷子;而偶数号哲学家则与此相反。
3)仅当哲学家的左右两边的筷子都能用时才允许他拿起筷子进餐。
用第3)种方法解决代码如下:#include <stdio.h>#include <stdlib.h>#include <windows.h>#include <time.h>#define PHILOSOPHERS 5HANDLE gchopStick[PHILOSOPHERS];DWORD WINAPI PhilosopherThread(LPVOID pVoid) {HANDLE myChopsticks[2];DWORD result;int iPhilosopher = (int) pVoid;int iLeftChopstick = iPhilosopher;int iRightChopstick = iLeftChopstick + 1;if (iRightChopstick > PHILOSOPHERS-1)iRightChopstick = 0;myChopsticks[0] = gchopStick[iLeftChopstick];myChopsticks[1] = gchopStick[iRightChopstick];result=WaitForMultipleObjects(2,myChopsticks,TR UE,-1);printf("the %d PHILOSOPHER begin to eat\n",iPhilosopher);Sleep(200);printf("the %d PHILOSOPHER finishedeating",iPhilosopher);ReleaseMutex(myChopsticks[0]);ReleaseMutex(myChopsticks[1]);return EXIT_SUCCESS;}int main(int argc,char *argv[]){DWORD dwThreadId,wait_for_all;HANDLE hThread[PHILOSOPHERS];for (int i=0; i < PHILOSOPHERS; i++){gchopStick[i] = CreateMutex(NULL, FALSE, NULL);}for (i = 0; i < PHILOSOPHERS; i++)hThread[i] = CreateThread(NULL, 0, PhilosopherThread, (LPVOID) i, 0, &dwThreadId);wait_for_all=WaitForMultipleObjects(PHILOSOPHER S,hThread,TRUE,-1);printf("All PHILOSOPHERs finished eating\n");return 0; }。
哲学家进餐问题
哲学家进餐问题1.问题描述:哲学家进餐问题描述有五个哲学家,他们的生活方式是交替地进行思考和进餐,哲学家们共用一张圆桌,分别坐在周围的五张椅子上,在圆桌上有五个碗和五支筷子,平时哲学家进行思考,饥饿时便试图取其左、右最靠近他的筷子,只有在他拿到两支筷子时才能进餐,该哲学家进餐完毕后,放下左右两只筷子又继续思考。
约束条件(1)只有拿到两只筷子时,哲学家才能吃饭。
(2)如果筷子已被别人拿走,则必须等别人吃完之后才能拿到筷子。
(3)任一哲学家在自己未拿到两只筷子吃完饭前,不会放下手中已经拿到的筷子。
2.求解方法(1).信号量的设置放在桌子上的筷子是临界资源,在一段时间内只允许一位哲学家使用,为了实现对筷子的互斥访问,可以用一个信号量表示筷子,由这五个信号量构成信号量数组。
semaphore chopstick[5] = {1,1,1,1,1};while(true){/*当哲学家饥饿时,总是先拿左边的筷子,再拿右边的筷子*/wait(chopstick[i]);wait(chopstick[(i+1)%5]);// 吃饭/*当哲学家进餐完成后,总是先放下左边的筷子,再放下右边的筷子*/signal(chopstick[i]);signal(chopstick[(i+1)%5]);}上述的代码可以保证不会有两个相邻的哲学家同时进餐,但却可能引起死锁的情况。
假如五位哲学家同时饥饿而都拿起的左边的筷子,就会使五个信号量chopstick都为0,当他们试图去拿右手边的筷子时,都将无筷子而陷入无限期的等待。
(2)避免死锁策略一原理:至多只允许四个哲学家同时进餐,以保证至少有一个哲学家能够进餐,最终总会释放出他所使用过的两支筷子,从而可使更多的哲学家进餐。
定义信号量count,只允许4个哲学家同时进餐,这样就能保证至少有一个哲学家可以就餐。
semaphore chopstick[5]={1,1,1,1,1};semaphore count=4; // 设置一个count,最多有四个哲学家可以进来void philosopher(int i){while(true){think();wait(count); //请求进入房间进餐 当count为0时 不能允许哲学家再进来了wait(chopstick[i]); //请求左手边的筷子wait(chopstick[(i+1)%5]); //请求右手边的筷子eat();signal(chopstick[i]); //释放左手边的筷子signal(chopstick[(i+1)%5]); //释放右手边的筷子signal(count); //退出房间释放信号量}}策略二原理:仅当哲学家的左右两支筷子都可用时,才允许他拿起筷子进餐。
试验1-哲学家就餐问题
实验2. 类、对象、继承及多态实验目的:理解Java对象的面向对象的特征以及在编程中的应用。
实验内容:1、验证对象作为参数传递是引用传递,而普通数据类型为值传递。
2、验证构造方法和静态属性与方法专属于类,而其他属性和方法虽然在类中定义,但是为对象而定义。
3、验证子类对象实例化时,通过继承,不仅将public、protected、缺省的属性和方法拷贝到对象当中,也将父类的私有属性拷贝到对象当中。
4、编写程序,体会类在重载情况下的相互调用,体会构造方法重载的调用方式。
5、编程体现this的三种用法,super的两种用法,指出this.属性在什么情况下不可以省略,指出super.成员方法在什么情况下不能省略,指出this指代对象的作用。
6、设计Src和Dis两个类, Src中有一个被封装的属性,类型为int(要求为非负值),每当我们通过特定方法更改Src对象中的这个属性后,Dis对象都能得到通知,并向Src发消息获得此属性值实验要求:1、程序以能证明和说明实验内容当中提出的问题为实现标准。
2、程序应有良好的书写规范,在类名定义、包名定义、变量定义、常量定义上遵从规范,同时程序在书写上应有良好的缩进层次。
3、实验报告中应有实验体会和收获等方面。
准备工具:1、JDK1.3以上版本,设置环境变量,搭建编译和运行环境。
1、搭建环境。
2、选用Application进行验证。
实验3. 多线程综合设计实验目的:理解Java语言中的多线程和异常处理,并将二者结合起来设计一个综合程序,实现特定的应用功能。
实验内容:1、7名哲学家同桌就餐,演示哲学家就餐问题中死锁现象的出现,并说明原因2、给出一种解决方案,保证多线程下不出现死锁,并说明这样实现的理由实验要求:1、必须有多线程和异常的内容,其中多线程需要处理多线程同步,如还有同步通信则更好;异常需要有异常抛出、异常捕获、异常嵌套捕获等内容,如有自定义异常类则更好。
2、程序当中产生异常的点很多,在一个大的应用程序当中(有众多的类),无论哪种异常发生后,如何集中在一处统一给出中文提示。
哲学家就餐问题实验报告
哲学家就餐问题实验报告姓名:何绍金班级:自动化1202学号:201203870408指导教师:张健2014年11月22日一.实验题目经典的同步问题——哲学家就餐问题设计。
二.实验内容1.实验要求有五个哲学家围坐在一圆桌旁,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。
2.程序流程图图1.主程序模块流程图开始定义信号量tools[5] 定义哲学家类对象P1-P5哲学家的状态发生改变;P1.change();P2.change();P3.change();P4.change();P5.change()输出当前状态停止程序结束否图2.状态改变模块流程图哲学家处于的状态否 哲学家处于思考状态是状态改为等待否 哲学家处于等待是 左右手筷子均空闲是 拿起左右手筷子状态改为就餐结束开始是 放下左右手工具 状态为思考 Status==2图3.返回哲学家状态流程图图4返回餐具状态模块流程图3.测试结果图5 测试结果1图6 测试结果2图7 测试结果34.结果分析和小结(1)程序分为四大模块,一步步解决了哲学家状态及状态改变的问题,筷子的“闲”、“用”问题;实现了哲学家等待、吃饭、思考三个过程的转换循环,并且避免了死锁问题;让临界资源得到了充分的利用。
(2)这次实验让我学会分模块解决问题,怎样运用互斥锁对临界资源进行管理;此外自己在编程上及一些函数的认识仍存在较大的问题,以后应该多多实践,提高自己的反应速度,加强逻辑思维能力。
三.程序源代码#include <windows.h>#include <time.h>#include <string>#include <iostream>#include <assert.h>using namespace std;bool tools[5]; //全局变量,用餐工具CRITICAL_SECTION cs; //信号量, 在线程中使用,临界区class Philosopher{private:int number;int status; /*标记当前哲学家的状态,0表示正在等待(即处于饥饿状态),1表示得到两支筷子正在吃饭,2表示正在思考*/public:Philosopher(int num=0): status(2), number(num) { }const int find(){return number;}const int getinfo(){ return status; }void Change() ; //状态改变函数void dead_lock();};/////////void Philosopher::dead_lock(){EnterCriticalSection (&cs) ; //进入临界区string s;if(status==1){tools[number%5]=true;// tools[(number-1)%5]=true;status=2;}else if(status==2){status=0;//tools[(number-1)%5]=false;//tools[(number-1)%5]=true;}else if(status==0){tools[number%5]=false;tools[(number-1)%5]=false;status=1;}LeaveCriticalSection (&cs) ;// cout<<"*********";}/////////void Philosopher::Change(){EnterCriticalSection (&cs) ; //进入临界区if(status==1) //正在进餐{tools[number%5]=true; //放下左手工具tools[(number-1)%5]=true; //放下右手工具status=2; //改变状态为思考}else if(status==2) //思考中{status=0; //改变状态为等待}else if(status==0) //等待中{if(tools[number%5]&&tools[(number-1)%5]) //左右手两边工具均为空闲状态{tools[number%5]=false; //拿起左手工具tools[(number-1)%5]=false; //拿起右手工具status=1;}}LeaveCriticalSection (&cs) ;}string print(Philosopher *pA){//pA->Change();int i=pA->getinfo();string str;if(i==0)str="等待";else if(i==1)str="就餐";else str="思考";return str;}string toolstatus(bool a){string state;if(a==true)state="闲";if(a==false)state="用";return state;}int main(){char con='y'; //判断是否继续// con = 'n';for(int i=0;i<5;i++)tools[i]=true; //筷子都未使用,初始化Philosopher P1(1),P2(2),P3(3),P4(4),P5(5);InitializeCriticalSection (&cs) ; //初始化初始化临界区cout<<"-----------------------状态说明示意图:-----------------------"<<endl; cout<<" "<<"哲学家1号的状态"<<" "<<endl;cout<<" 筷子0的状态"<<" "<<"筷子1的状态"<<endl;cout<<"哲学家5号的状态"<<" "<<"哲学家2号的状态"<<endl; cout<<" 筷子4的状态"<<" "<<"筷子2的状态"<<endl;cout<<" 哲学家4号的状态"<<" "<<"哲学家3号的状态"<<endl; cout<<" "<<"筷子3的状态"<<endl;//cout<<" "<<"哲学家3号的状态"<<" "<<endl;cout<<"筷子的状态,用表示使用中,闲表示空闲中。
哲学家用餐问题
哲学家一(线程一函数)
读懂整 个程序。 请写出其余两个线程 的函数Thread2Proc 和 Thread3Proc ,使他们 都先取右边的筷子, 后取左边的筷子。执 行,写出实验结果或 现象。回答问题(3)
(2)描述一个既没有两座同时吃饭,又没有人饿死(永远拿 到到筷子)的算法。
• 对上面的程序Байду номын сангаас行改进,完成题目(2)要求。
选做题:
• 根据以前做过的实验,把算法移植到给定的图形用户界 面(GUI)框架程序中,每个线程创建自己的窗口,每个哲 学家的吃饭和取筷子信息显示在自己的窗口界面中,每 个窗口中右键单击时开始取筷子和吃饭的过程。 • 为降低图形化开发的难度,可以只设计三个哲学家线程, 每个线程设计自己的线程函数(即不合并线程函数)。 • 执行时以各种顺序在三个窗口中右击,验证执行结果。
• 思考:改变放下左右两边的筷子的顺序会有影 响吗?验证执行。
程序改进二: 把三个线程函数合并成一个统一的线程函数,哲学家的编号由 线程的函数参数传入,根据前面的程序代码完成省咯号处的设 计,并完成主函数的相应修改。执行,记录结果。
DWORD WINAPI ThreadProc( LPVOID lpParameter ) { int index; index=*(int *)lpParameter; …… return 0; } int main() { int num=1; h_Thread[0]=CreateThread(NULL,0 ,ThreadProc,&num ,0,NULL); num++; h_Thread[1]=CreateThread(NULL,0 ,ThreadProc,&num ,0,NULL); num++; h_Thread[2]=CreateThread(NULL,0 ,ThreadProc,&num ,0,NULL); }
哲学家就餐
哲学家就餐设有五个哲学家,共用一张放有五把椅子的餐桌,每人坐在一把椅子上,桌子上有五个碗和五只筷子,每人两边各放一只筷子。
哲学家们是交替思考和进餐,饥饿时便试图取其左右最靠近他的筷子。
条件:(1) 只有拿到两只筷子时,哲学家才能吃饭。
(2) 如果筷子已被别人拿走,则必须等别人吃完之后才能拿到筷子。
(3) 任意一个哲学家在自己未拿到两只筷子吃饭前,不会放下手中拿到的筷子。
总体设计思想哲学家的生活就是思考和吃饭,即思考,饿了就餐,再思考,循环往复。
要求是:每一个哲学家只有在拿到位于他左右的筷子后,才能够就餐;哲学家只能先拿左边的筷子,再去拿右边的筷子,而不能同时去抓他两边的筷子,也不能从其他哲学家手中抢夺筷子;哲学家每次就餐后必须放下他手中的两把筷子后恢复思考,不能强抓住餐具不放。
设计一个程序,能够显示当前各哲学家的状态和桌上餐具的使用情况,并能无死锁的推算出下一状态各哲学家的状态和桌上餐具的使用情况。
即设计一个能安排哲学家正常生活的程序用0-4五个数字代表五位哲学家,0-4五的数字代表筷子。
模拟该问题。
问题描述可能出现死锁问题,因为当五个哲学家都饥饿时,都拿着一支筷子,这样就可能五个哲学家都用不上餐。
解决方案1 最多允许4个哲学家同时坐在桌子周围。
2 给所有哲学家编号,奇数号的哲学家必须首先拿左边的筷子,偶数号的哲学家则反之。
3 为了避免死锁,把哲学家分为三种状态,思考,饥饿,进食,仅当一个哲学家左右两边的筷子都可用时,才允许他拿筷子,并且一次拿到两只筷子,否则不拿。
程序截图1.开始选择界面2.选择“死锁”,则哲学家会按照先拿左边筷子,再拿右边筷子,而放筷子的时候也是同样的,因而会出现死锁,即光标不停闪烁,而程序不在继续的结果,如图3.选择“没有死锁”的界面,则是通过前面的解决方案对资源进行优化后,这样程序不会出现死锁,会一直运行,如图程序源代码:#include <windows.h>#include <conio.h>#include <stdlib.h>#include <stdio.h>#include <time.h>#include <io.h>#include <string.h>#define MAX_PHILOSOPHERS 5 //待测试的哲学家数#define ZERO 48 //数字0的ASCII码#define DELAY rand()%25HANDLEh_mutex_chopsticks[MAX_PHILOSOPHERS]; //互斥体数组,每根筷子需要一个互斥体intthread_number[MAX_PHILOSOPHERS]={0,1,2,3,4};//会产生死锁的哲学家线程int deadlock_philosopher(LPVOID data){int philosopher_number=*(int *)(data); //哲学家编号for(;;){srand( (unsigned)time( NULL ) * ( philosopher_number+ 1) );Sleep(DELAY);printf("%s%c%s%c\n","哲学家",ZERO+philosopher_number," 正在等待筷子",(ZERO+philosopher_number));WaitForSingleObject(h_mutex_chopsticks[philosopher_num ber], INFINITE);printf("%s%c%s%c\n","哲学家",ZERO+philosopher_number," 得到筷子",(ZERO+philosopher_number));Sleep(DELAY/4);printf("%s%c%s%c\n","哲学家",ZERO+philosopher_number," 正在等待筷子",(ZERO+(1+philosopher_number)%MAX_PHILOSOPHER S));WaitForSingleObject(h_mutex_chopsticks[((1+philosopher_n umber)%MAX_PHILOSOPHERS)], INFINITE);printf("%s%c%s%c\n","哲学家",ZERO+philosopher_number," 得到筷子",(ZERO+(1+philosopher_number)%MAX_PHILOSOPHER S));printf("%s%c%s\n","哲学家",ZERO+philosopher_number," 正在就餐.");Sleep(DELAY);ReleaseMutex(h_mutex_chopsticks[philosopher_number]);printf("%s%c%s%c\n","哲学家",ZERO+philosopher_number," 放下筷子",ZERO+philosopher_number);ReleaseMutex(h_mutex_chopsticks[(1+philosopher_number) %MAX_PHILOSOPHERS]);printf("%s%c%s%c\n","哲学家",ZERO+philosopher_number," 放下筷子",(ZERO+(1+philosopher_number)%MAX_PHILOSOPHER S));Sleep(DELAY);} // end forreturn 0;}//死锁时的初始化程序void deadlock(){int i=0;HANDLE h_thread[MAX_PHILOSOPHERS];printf("可能出现死锁的哲学家就餐问题\n");for(i=0;i<MAX_PHILOSOPHERS;i++){h_mutex_chopsticks[i]=CreateMutex(NULL,FALSE,NULL);};for(i=0;i<MAX_PHILOSOPHERS;i++){h_thread[i]=CreateThread(NULL,0,(LPTHREAD_START_ ROUTINE)(deadlock_philosopher),&thread_number[i],0,NU LL);};WaitForMultipleObjects(MAX_PHILOSOPHERS,h_t hread,TRUE,-1);}//通过资源预分配法预防死锁的哲学家线程int pre_alloction_philosopher(LPVOID data){int philosopher_number=*(int *)(data);HANDLE h_mutex_leftandright_chopsticks[2];h_mutex_leftandright_chopsticks[0]=h_mutex_chopsti cks[philosopher_number];h_mutex_leftandright_chopsticks[1]=h_mutex_chopsticks[(1+ philosopher_number)%MAX_PHILOSOPHERS];for(;;){srand( (unsigned)time( NULL ) * ( philosopher_number+ 1) );Sleep(DELAY);printf("%s%c%s%c\n","哲学家",ZERO+philosopher_number," 正在等待筷子",ZERO+philosopher_number);printf("%s%c%s%c\n","哲学家",ZERO+philosopher_number," 正在等待筷子",ZERO+(1+philosopher_number)%MAX_PHILOSOPHER S);WaitForMultipleObjects(2,h_mutex_leftandright_chopsticks, TRUE, INFINITE);printf("%s%c%s\n","哲学家",ZERO+philosopher_number," 正在就餐.");Sleep(DELAY);printf("%s%c%s%c\n","哲学家",ZERO+philosopher_number," 放下筷子",ZERO+philosopher_number);ReleaseMutex(h_mutex_chopsticks[philosopher_number]);printf("%s%c%s%c\n","哲学家",ZERO+philosopher_number," 放下筷子",ZERO+(1+philosopher_number)%MAX_PHILOSOPHER S);ReleaseMutex(h_mutex_chopsticks[(1+philosopher_number) %MAX_PHILOSOPHERS]);Sleep(DELAY);} // end forreturn 0;}//通过资源预分配法预防死锁的初始化程序void pre_alloction(){int i=0;HANDLE h_thread[MAX_PHILOSOPHERS];printf("可能出现死锁的哲学家就餐问题\n");for(i=0;i<MAX_PHILOSOPHERS;i++){h_mutex_chopsticks[i]=CreateMutex(NULL,FALSE,NULL);};for(i=0;i<MAX_PHILOSOPHERS;i++){h_thread[i]=CreateThread(NULL,0,(LPTHREAD_START_ ROUTINE)(pre_alloction_philosopher),&thread_number[i],0 ,NULL);};WaitForMultipleObjects(MAX_PHILOSOPHERS,h_t hread,TRUE,-1);}//主程序int main(int argc,char *argv[]){char select;while(1){printf("|-------------------------------------------------------------|\n");printf("| 1:死锁|\n");printf("| 2:没有死锁|\n");printf("| 3:退出|\n");printf("|--------------------------------------------------------------|\n") ;printf("请选择(1~3):");do{select=(char)getch();}while(select!='1'&&select!='2'&&select!='3');system("cls");switch(select){case '1':deadlock();break;case '2':pre_alloction();break;case '3':return 0;}printf("\nPress any key to return to main menu.");getch();system("cls");}return 0;}。
哲学家进餐问题-3中解决方案
哲学家进餐问题-3中解决⽅案问题描述⼀张圆桌上坐着5名哲学家,每两个哲学家之间的桌上摆⼀根筷⼦,桌⼦的中间是⼀碗⽶饭,如图2-10所⽰。
哲学家们倾注毕⽣精⼒⽤于思考和进餐,哲学家在思考时,并不影响他⼈。
只有当哲学家饥饿的时候,才试图拿起左、右两根筷⼦(⼀根⼀根地拿起)。
如果筷⼦已在他⼈⼿上,则需等待。
饥饿的哲学家只有同时拿到了两根筷⼦才可以开始进餐,当进餐完毕后,放下筷⼦继续思考。
问题分析1) 关系分析。
5名哲学家与左右邻居对其中间筷⼦的访问是互斥关系。
2) 整理思路。
显然这⾥有五个进程。
本题的关键是如何让⼀个哲学家拿到左右两个筷⼦⽽不造成死锁或者饥饿现象。
那么解决⽅法有两个,⼀个是让他们同时拿两个筷⼦;⼆是对每个哲学家的动作制定规则,避免饥饿或者死锁现象的发⽣。
⼀共5个哲学家,编号0 ~4, 5⽀筷⼦编号也是0 ~4, 0号哲学家右⼿的筷⼦编号是0号,逆时针增加,哲学家的编号也是逆时针增加所以:0号哲学家对应的是: 4号和1号筷⼦.1号哲学家对应的是: 0号和2号筷⼦.2号哲学家对应的是: 1号和3号筷⼦.3号哲学家对应的是: 2号和4号筷⼦.4号哲学家对应的是: 3号和0号筷⼦.所以有宏定义:#define left(phi_id) (phi_id+N-1)%N#define right(phi_id) (phi_id+1)%NN = 55⽀筷⼦对应5个互斥锁,所以:pthread_mutex_t forks[N]={PTHREAD_MUTEX_INITIALIZER};哲学家线程需要执⾏的动作是:void take_forks(int id){//获取左右两边的筷⼦printf("Pil[%d], left[%d], right[%d]\n", id, left(id), right(id));pthread_mutex_lock(&forks[left(id)]);pthread_mutex_lock(&forks[right(id)]);//printf("philosopher[%d] take_forks...\n", id);}void put_down_forks(int id){printf("philosopher[%d] is put_down_forks...\n", id);pthread_mutex_unlock(&forks[left(id)]);pthread_mutex_unlock(&forks[right(id)]);}void* philosopher_work(void *arg){int id = *(int*)arg;printf("philosopher init [%d] \n", id);while(1){thinking(id);take_forks(id);eating(id);put_down_forks(id);}}该算法存在以下问题:当五个哲学家都想要进餐,分别拿起他们左边筷⼦的时候(都恰好执⾏完pthread_mutex_unlock(&forks[left(id)]);)筷⼦已经被拿光了,等到他们再想拿右边的筷⼦的时候(执⾏pthread_mutex_unlock(&forks[right(id)]);)就全被阻塞了,这就出现了死锁。
哲学家进餐问题
05611 贺美琛 冯文中
问题描述
设有五个哲学家,共用一张放有五把椅子 的餐桌,每人坐在一把椅子上,桌子上有五个 碗和五只叉子,每人两边各放一只叉子。哲学 家们是交替思考和进餐,饥饿时便试图取其左 右最靠近他的叉子。
(1) 只有拿到两只叉子时,哲学家才能吃饭。 (2) 如果叉子已被别人拿走,则必须等别人吃完之后才能拿 到叉子。
算法 C思想:
仅当哲学家的左右两支叉子都可用时, 才允许他拿起叉子进餐。
方法1:利用AND 型信号量机制实现 方法2:利用信号量mutex的保护机制实现
方法1
在一个原语中,将一段代码同时需 要的多个临界资源,要么全部分配给它, 要么一个都不分配,因此不会出现死锁 的情形。当某些资源不够时阻塞调用进 程;由于等待队列的存在,使得对资源的 请求满足FIFO 的要求,因此不会出现饥 饿的情形。
算法改善:
至多只允许四个哲学家同时进餐,以保 证至少有一个哲学家能够进餐,最终总会释 放出他所使用过的两支叉子,从而可使更多 的哲学家进餐。
改进后的算法A
semaphore fork[5]={1,1,1,1,1}; semaphore room=4; void philosopher(int i) { while(true) { think(); wait(room); //请求进入房间进餐 wait(fork[i]); //请求左手边的叉子 wait(fork[(i+1)%5]); //请求右手边的叉子 eat(); signal(fork[(i+1)%5]); //释放右手边的叉子 signal(fork[i]); //释放左手边的叉子 signal(room); //退出房间释放信号量room } }
操作系统实验报告哲学家就餐
操作系统实验报告哲学家就餐一、实验目的:通过模拟哲学家就餐问题,了解并掌握操作系统中的进程同步机制,以及解决进程间资源竞争所引发的死锁问题。
二、实验介绍:哲学家就餐问题是由荷兰计算机科学家伊克斯特拉(Dijkstra)于1965年首次提出的。
其问题描述如下:五位哲学家坐在一张圆桌子周围,每个哲学家面前有一碗饭和一根筷子。
哲学家的生活方式是交替地进行思考和进食。
当一个哲学家思考时,他不需要使用他的两个筷子;当一个哲学家想吃饭时,他需要同时获取他的左右两个筷子,并在获取到筷子后才能开始进食。
问题的关键是如何解决哲学家间的筷子竞争问题,以及避免死锁的发生。
三、实验设计:1.并发思路每个哲学家作为一个进程,在进行思考和进食这两个操作之前,需要获取他的两个筷子。
接下来考虑进程同步的两个关键点:-互斥:保证每个筷子同时只能被一个哲学家使用,避免资源竞争问题。
-死锁避免:通过限制只允许至多四位哲学家同时持有筷子,从而避免死锁发生。
2.进程同步机制- 互斥:使用Semaphore实现互斥,每个筷子都是一个Semaphore,初始值为1-死锁避免:引入一个全局计数器,记录当前持有筷子的哲学家数量,每次哲学家想要获取筷子时,先检查该计数器,仅当计数器小于4时才会获取筷子。
四、实验步骤:1.创建5个哲学家进程和5个筷子线程。
2.每个哲学家的线程循环执行思考和进食操作。
3.在进食之前,哲学家需要获取两个筷子,获取筷子的顺序按照哲学家编号进行,每个哲学家先获取自己的左边筷子,再获取自己的右边筷子。
4.进行进食操作后,哲学家释放两个筷子。
5.循环执行步骤3和步骤4,直到实验结束。
五、实验结果:通过观察实验结果,可以看到哲学家的思考和进食操作交替进行,并且避免了死锁的发生。
六、实验总结:通过本次实验,我了解了操作系统中的进程同步机制,并学会了如何解决资源竞争和死锁问题。
在本实验中,我使用了Semaphore和全局计数器实现了互斥和死锁避免,从而成功模拟了哲学家就餐问题。
哲学家就餐
利用记录型信号量解决:
• 进分析可知,放在桌子上 的筷子是临界资源,在一 段时间内允许一位哲学家 使用。为了实现对筷子的 互斥使用,可以用一个信 号量表示一只筷子,由这 五个信号量构成信号量数 组。其描述如下:
• • Var chopstick:array[0,…,4]of semaphore; 所有信号量均被初始化为1 ,第i 位哲学家的活动课描述为: • • • • • • • • • • • repeat: wait(chopstick[i]); Wait(chopstick[(i+1)mod5); … eat; … signal(chopstick[i]); signal(chopstick([i+1]mod5); … Think; until false
哲学家用餐
问题:
• 哲学家就餐问题中,一组哲学家围坐在一个圆 桌旁,每个哲学家的左边都只有一只筷子(当 然他的右边也有一只筷子,但是这是他右边哲 学家的左边的筷子),他们吃完了就思考,思 考了一会就会饿,饿了就想吃,然而,为了吃 饭,他们必须获得左边和右边的筷子进餐完毕, 放下筷子继续思考。
五个人五只筷子该如何进行用餐啊
(3)规定奇数号的哲学家先拿起他左边的筷子,然后再去拿他 右边的筷子;而偶数号的哲学家则相反.按此规定,将是1,2号哲 学家竞争1号筷子,3,4号哲学家竞争3号筷子.即五个哲学家都 竞争奇数号筷子,获得后,再去竞争偶数号筷子,最后总会1个哲 学家能获得两支筷子而进餐.其伪码为:
• • • • • • • • • • • Semaphore chopstick[5]={1,1,1,1,1}; void philosopher(int i) { While(true) { Think(); If(i%2==0) //偶数号哲学家, 先右后左 { Wait(chopstick[i+1]mod5); Wait(chopsticl[i]); eat(); • • • • • • • • • • • • signal(chopstick[(i+1)]mod5); singal(chopstick[i]); } else { Wait(chopsticl[i]); Wait(chopstick[i+1]mod5); eat(); singal(chopstick[i]); signal(chopstick[(i+1)]mod5); } }
实验一 哲学家就餐问题
实验一哲学家就餐问题实验一哲学家就餐问题实验一哲学家进餐问题一、实验目的1.2.3.4.熟练使用vc++6.0编译环境,调试并正确运行程序。
熟悉哲学家就餐问题流程。
了解哲学家进餐问题中的问题,掌握僵局发生的必要条件。
熟悉源程序死锁的生成和防止算法及其相关窗口操作。
二、实验原理1.问题描述:有五个哲学家围坐在一圆桌旁,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,每个哲学家的行为时思考,饥饿,然后吃通心粉,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取筷子。
2.防止死锁发生的分配方式:哲学家只有在左右筷子都可用的情况下才可以拿筷子。
这样,要么一次占用两个筷子(所有线程所需的资源),下一步吃通心粉,然后释放所有资源;或者不占用资源,所以不可能死锁。
3.死锁生成的分配方法:当筷子(资源)可用时,先分配左边的筷子,等待一会后再分配右边的筷子,由于这个过程中,左边的筷子一直没有释放,就可能产生死锁了。
4.程序运行说明:程序运行时会弹出一个消息框,提示操作员操作:1)第一个对话框用于选择运行模式a.选择yes表示采用的是运行的防止死锁的方式,这样的话整个程序可以一如果它直接运行,则不会导致死锁。
b.选择no表示运行产生死锁的方式会弹出第二个对话框。
2)第二个对话框用于选择运行时,线程运行的时间a、选择Yes,线程时间相对较短,很快就会死锁。
b、选择no thread的时间与选择Yes的时间相似,死锁的时间稍长。
三、实验过程及分析1.philosopherthread(LPVOID pvoid)函数的伪代码1)无死锁模式varmutexleftchopstick,mutexrightchopstick;beging:resting;waiting;p{mutexleftchoppice};p{mutexrightboostick};getresource{leftchopstick,rightchopstick};eating;v{mutexleftchoppice};v{mutexrightchopstick};终止2)发生死锁方式Varmutexleft筷子,MutexRight筷子;请求:休息;等待;p{mutexleftchopstick};getresource{LeftChomptick};p{mutexrightboostick};getresource{rightchopstick};eating;v{mutexleftchoppice};v{mutexrightchopstick};end2.代码分析1)不发生死锁时,哲学家迅速同时抢占两个筷子的资源,而若是不能同时抢占两只有筷子还在等待。
哲学家就餐问题的算法实现
哲学家就餐问题的算法实现在哲学家就餐问题中,假定有五位哲学家围坐在一张圆桌旁,每位哲学家面前都放着一碗意面和一把叉子。
这五位哲学家中的每位都有两种活动,一种是思考,一种是就餐。
但是,这五位哲学家只有五支叉子共用,也就是说,每个哲学家只能在自己左右两边分别拿起一把叉子。
若这五位哲学家中有若干人同时拿着左手边的叉子,或者同时拿着右手边的叉子,那么他们都无法就餐。
这时,就需要找到一种算法来解决这个问题。
解法一:Chandy/Misra解法Chandy/Misra解法是一种分布式算法,它的思路是使得每一位哲学家都向右边的人要叉子。
一旦它们都拿到了右边的叉子,就会开始就餐,然后把左右两个叉子都放回去。
这种算法的优点是它具有分布式系统的特点,不会造成资源竞争,而且在算法处理结束后,所有人都不会处于饥饿状态。
但是,这种算法实现的难度比较大,因为需要每个哲学家都向右边的人要叉子,而且需要考虑异常情况。
解法二:Dijkstra解法Dijkstra解法也被称为银行家算法,它的思路是让每一位哲学家先拿一支叉子,只有拿到两支叉子后,才可以开始就餐。
一旦就餐结束,哲学家就将叉子放回去。
这种算法的优点是它比较简单,易于实现。
但是,如果有一位哲学家先拿了一支叉子并且不再释放,那么其他哲学家就会陷入死锁状态。
解法三:Semaphore解法Semaphore解法是以信号量为基础的算法,它的思路是对每支叉子定义一个信号量,并使用信号量来控制哲学家与叉子之间的关系。
一旦一个哲学家想要就餐,就需要请求两个叉子的信号量,如果请求不到,则会被阻塞。
这种算法的优点是它具有可扩展性,而且可以支持多个进程同时使用资源。
但是,它比较复杂,可能会导致死锁。
结论在实际开发中,我们可以根据自己的需求选择合适的算法来解决哲学家就餐问题。
如果要求系统具有分布式系统的特点,可以使用Chandy/Misra解法;如果要求简单易行和易于实现,可以使用Dijkstra解法;如果要求可扩展性和支持多进程,可以选择Semaphore解法。
哲学家就餐问题报告
哲学家就餐问题报告一、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); end2、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。
哲学家进餐问题
8
哲学家进餐问题的应用
操作系统线程同步 生活中人行马路同步
9
感谢您的阅读收藏,谢谢!
7
解决问题的办法
A.原理:至多只允许四个哲学家同时进餐,以保 证至少有一个哲学家能够进餐,最终总会释放出他 所使用过的两支筷子,从而可使更多的哲学家进餐。 以下将room 作为信号量,只允许4 个哲学家同时 进入餐厅就餐,这样就能保证至少有一个哲学家 可以就餐,而申请进入餐厅的哲学家进入room 的 等待队列,根据FIFO 的原则,总会进入到餐厅就 餐,因此不会出现饿死和死锁的现象。
5
以上两个问题反映的是程序并发执行时进 程同步的两个关键问题:饥饿和死锁。为 了提高系统的处理能力和机器的利用率, 并发程序被广泛地使用,因此,必须彻底 解决并发程序执行中的死锁和饥饿问题。
6
于是,哲学家问题推广为更一般性的n个进 程和m个共享资源的问题,并在研究过程中 给出了解决这类的问题的不少方法和工具, 如Pertri网、并发程序设计语言等。
如何协调5位置学家的生活进程,使得每位 哲学家最终都可以进餐?
4
考虑下面的两种情况。
(1)哲学家的生活进程,当所有的哲学家都同时 拿起左手筷子时,则所有哲学家都将拿不到右手 筷子,并处于等待状态,那么,哲学家都将无法 进餐,最终饿死。
(2)将哲学家的生活进程修改为当拿不到右手筷 子时,就放下左手筷子。但是,可能在一个瞬间, 所有的哲学家都同时拿起左手筷子,则自然拿不 到右手筷子,于是同时放下左手筷子,等一会, 又同时拿起左手筷子,如此重复下去,则所有的 哲学家都将无法进餐。
哲学家进餐
哲学家供餐问题是计算机科学家递杰斯 特拉提出的,问题是这样描述的:人的面 前有一碗面条,碗的两旁各有一只筷子.假 设哲学家的生活除了吃饭就是思考问题, 吃饭的时候需要左手拿一只筷子,右手拿 一只筷子,然后开始进餐。吃完后将两只 筷子放回原处,继续思考问题。
哲学家就餐问题解释
哲学家就餐问题是在计算机科学中的一个经典问题,用来演示在并行计算中多线程同步(Synchronization)时产生的问题。
在1971年,著名的计算机科学家艾兹格·迪科斯彻提出了一个同步问题,即假设有五台计算机都试图访问五份共享的磁带驱动器。
稍后,这个问题被托尼·霍尔重新表述为哲学家就餐问题。
这个问题可以用来解释死锁和资源耗尽。
哲学家就餐问题可以这样表述,假设有五位哲学家围坐在一张圆形餐桌旁,做以下两件事情之一:吃饭,或者思考。
吃东西的时候,他们就停止思考,思考的时候也停止吃东西。
餐桌中间有一大碗意大利面,每两个哲学家之间有一只餐叉。
因为用一只餐叉很难吃到意大利面,所以假设哲学家必须用两只餐叉吃东西。
他们只能使用自己左右手边的那两只餐叉。
哲学家就餐问题有时也用米饭和筷子而不是意大利面和餐叉来描述,因为很明显,吃米饭必须用两根筷子。
哲学家从来不交谈,这就很危险,可能产生死锁,每个哲学家都拿着左手的餐叉,永远都在等右边的餐叉(或者相反)。
即使没有死锁,也有可能发生资源耗尽。
例如,假设规定当哲学家等待另一只餐叉超过五分钟后就放下自己手里的那一只餐叉,并且再等五分钟后进行下一次尝试。
这个策略消除了死锁(系统总会进入到下一个状态),但仍然有可能发生“活锁”。
如果五位哲学家在完全相同的时刻进入餐厅,并同时拿起左边的餐叉,那么这些哲学家就会等待五分钟,同时放下手中的餐叉,再等五分钟,又同时拿起这些餐叉。
在实际的计算机问题中,缺乏餐叉可以类比为缺乏共享资源。
一种常用的计算机技术是资源加锁,用来保证在某个时刻,资源只能被一个程序或一段代码访问。
当一个程序想要使用的资源已经被另一个程序锁定,它就等待资源解锁。
当多个程序涉及到加锁的资源时,在某些情况下就有可能发生死锁。
例如,某个程序需要访问两个文件,当两个这样的程序各锁了一个文件,那它们都在等待对方解锁另一个文件,而这永远不会发生。
[编辑]服务生解法一个简单的解法是引入一个餐厅服务生,哲学家必须经过他的允许才能拿起餐叉。
操作系统哲学家就餐问题实验报告
操作系统哲学家就餐问题实验报告实验目的:通过实验探究操作系统中的哲学家就餐问题,了解并掌握解决该问题的不同算法。
实验原理:哲学家就餐问题是一个典型的并发控制问题,该问题描述了一群哲学家围坐在圆桌上,每个哲学家左右两边各有一只筷子,哲学家只有同时拿到左右两只筷子时才能进餐,进餐完毕后将筷子放回桌面。
该问题的解决涉及到互斥、死锁、饥饿等并发问题。
实验步骤:1. 实现基于信号量的解法:- 为每个哲学家和筷子创建一个信号量;- 哲学家进入就餐前先检查左右两只筷子是否可用;- 若可用,则将左右两只筷子设置为不可用,并进餐;- 进餐完毕后将左右两只筷子设置为可用。
2. 实现基于管程的解法:- 哲学家类中定义进餐和放下筷子的方法;- 使用一个互斥锁来确保每次只有一个哲学家能进入管程;- 当某个哲学家想要进餐时,先检查是否有足够的筷子可用;- 若可用,则进入进餐方法,将筷子设置为不可用,并开始进餐; - 进餐完毕后,释放筷子并通知其他哲学家。
3. 运行实验程序,观察哲学家的就餐过程。
4. 分析实验结果,比较两种算法的优缺点。
实验结果与分析:通过观察实验程序运行的结果,可以发现在基于信号量的解法中,哲学家的就餐过程是以并发的方式进行的,每个哲学家在不产生死锁的前提下获取到筷子并进餐。
但是,由于每个哲学家只能同时拿到一只筷子,有可能会出现饥饿的情况,即某个哲学家一直无法获取到筷子进餐。
而基于管程的解法则能够避免饥饿的问题,每个哲学家在进餐前都会检查是否有足够的筷子可用,若不可用则等待。
通过互斥锁的使用,确保每次只有一个哲学家能够进入管程进行操作,避免了并发产生的问题。
综上所述,基于管程的解法相对于基于信号量的解法更加可靠,能够避免饥饿问题的出现。
但是在实际应用中,两种解法的选择还需要根据具体情况进行权衡和取舍。
有效的解决哲学家就餐问题的方法
有效的解决哲学家就餐问题的方法有效的解决哲学家就餐问题的方法引言哲学家就餐问题是一个经典的并发算法问题,描述了五个哲学家围坐在圆桌旁,需要通过共享的筷子来进行进餐的场景。
在这个问题中,每个哲学家需要交替地进行思考和进餐,而他们的进餐需要两根筷子。
解决方法为了有效地解决哲学家就餐问题,我们可以采用以下几种方法:1.资源分级分配:引入一个资源分级机制,确保每个哲学家在进餐时仅能获得特定的筷子,而非两根。
这样一来,将不会出现所有哲学家同时拿起自己左边的筷子的情况,从而避免死锁。
2.奇偶策略:将哲学家分为奇数和偶数两组,奇数组先尝试获取左边的筷子,偶数组先尝试获取右边的筷子。
通过交替获取筷子的方式,可以避免所有哲学家同时获取同一边筷子的情况,降低死锁可能性。
3.资源分配顺序:当一个哲学家准备就餐时,他需要按照特定的顺序获取筷子,而不是随机选择。
通过确定筷子获取的顺序,可以规避潜在的死锁情况。
4.资源抢占:引入资源抢占的机制,当一个哲学家尝试获取筷子时,如果发现对应的筷子已被其他哲学家占用,他可以选择尝试获取其他筷子,或者等待一段时间后再次尝试。
这样可以有效避免死锁,并提高吞吐量。
5.动态调整资源:根据当前进餐的哲学家数量,动态调整可用的筷子资源。
当哲学家数量较少时,可以减少筷子的个数,避免资源浪费;当数量较多时,则需要增加筷子的个数,保证所有哲学家都能同时用餐。
结论哲学家就餐问题是一个常见的并发问题,通过采用上述方法中的一种或多种,可以有效解决死锁和资源浪费的问题,提高整体的系统效率和可靠性。
在实际应用中,需要根据场景的具体需求和系统特点选择合适的方法,并进行适当优化。
6.基于信号量的解决方案:使用信号量作为同步工具,每个哲学家尝试获取筷子时需要先获取两个信号量,表示左右两只筷子的可用性。
当某个哲学家无法获取到两个信号量时,则放弃当前的操作,等待一段时间后再次尝试。
这种方法可以有效防止死锁的发生。
7.餐位限制:通过限制同时进餐的哲学家人数来解决就餐问题。
哲学家就餐问题
管程机制
1. 管程可以看做一个软件模块,它是将共享 的变量和对于这些共享变量的操作封装起 来,形成一个具有一定接口的功能模块, 进程可以调用管程来实现进程级别的并发 控制。 2. 进程只能互斥的使用管程,即当一个进程 使用管程时,另一个进程必须等待,当一 个进程使用完管程后,它必须释放管程并 唤醒等待管程的另一个管程。
一、哲学家就餐问题与C语言:
• 死锁问题
• 其实呢,这个问题在我们计算机中也经常遇到, 用户需要的特定信息由几部分组成,而几个用户 各掌握了特定信息的一部分,彼此不放手,导致 持续的等待我们称之为死锁。在我们学习了哲学 家就餐问题之后,我们可以轻松地解决这个问题
死锁问题解决方法:
(1)至多只允许四个哲学家同时进餐,以保证至少有一个哲学家 能够进餐,最终总会释放出他所使用过的两支筷子,从而可 使更多的哲学家进餐. (2)仅当哲学家的左右两支筷子都可用时,才允许他拿起筷子 进餐. (3)规定奇数号的哲学家先拿起他左边的筷子,然后再去拿他 右边的筷子;而偶数号的哲学家则相反.按此规定,将是1,2号 哲学家竞争1号筷子,3,4号哲学家竞争3号筷子.即五个哲学 家都竞争奇数号筷子,获得后,再去竞争偶数号筷子,最后总 会有一个哲学家能获得两支筷子而进餐.
Chandy/Misra解法
• 1984年,K. Mani Chandy和J. Misra提出了哲学家就餐问题的另一个解 法,允许任意的用户(编号P1, ..., Pn)争用任意数量的资源。与迪科 斯彻的解法不同的是[来源请求],这里编号可以是任意的。 • 1.对每一对竞争一个资源的哲学家,新拿一个餐叉,给编号较低的哲 学家。每只餐叉都是“干净的”或者“脏的”。最初,所有的餐叉都 是脏的。 • 2.当一位哲学家要使用资源(也就是要吃东西)时,他必须从与他竞 争的邻居那里得到。对每只他当前没有的餐叉,他都发送一个请求。 • 3.当拥有餐叉的哲学家收到请求时,如果餐叉是干净的,那么他继续 留着,否则就擦干净并交出餐叉。 • 4.当某个哲学家吃东西后,他的餐叉就变脏了。如果另一个哲学家之 前请求过其中的餐叉,那他就擦干净并交出餐叉。 • 这个解法允许很大的并行性,适用于任意大的问题。
哲学家就餐问题解决方案
哲学家就餐问题解决方案
1. 哎呀呀,哲学家就餐问题啊!咱可以试试这样,就像拼图一样,把各种口味、各种菜品都摆在一起,看看能不能拼成一个完美的“美食地图”。
比如柏拉图喜欢思考,那就给他来一份精致的沙拉,边吃边想呗。
2. 嘿,为什么不搞个主题餐厅呢?像开个“哲学沙龙餐厅”,大家边吃边探讨深奥的问题呀。
就好像孔子和他的弟子们围坐一起讲学吃饭那样,多有意思!苏格拉底肯定超爱这种氛围。
3. 要不,给哲学家们来个定制菜单吧!根据他们的哲学理念来配餐,这不是超酷吗?老子主张自然无为,那就给他上些清淡自然的食物。
这就好像为他们量身打造的衣服一样合适。
4. 哎呀,我们可以搞些哲学趣味餐具呀!比如餐盘上印着各种哲学名言,吃着吃着还能激发灵感呢。
这不就跟阿基米德在浴缸里发现浮力原理似的嘛!
5. 或者,举办哲学美食节怎么样?把哲学家们喜欢的食物都集中起来,那场面,肯定火爆。
这就如同一场哲学的盛宴,亚里士多德肯定会成为其中最闪亮的嘉宾。
6. 让服务员也都变成哲学小达人呀,能和哲学家们聊聊哲学顺便推荐菜品。
就像伯牙子期遇到懂他音乐的人一样,多棒!尼采遇到这样的服务员想必也会很开心。
7. 可以建个哲学美食交流群呀,大家在里面分享好吃的和哲学见解。
这不就相当于给哲学家们搭了个专属的交流平台嘛,毕达哥拉斯肯定会积极发言的。
8. 干脆来个哲学厨艺大比拼吧,让哲学家们也参与进来。
这多好玩呀,就好像他们在哲学战场上辩论一样激烈。
我觉得要解决哲学家就餐问题,就得有创意又有趣,让他们在享受美食的同时也能沉浸在哲学的氛围里。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性,平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益,请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间:9:00-18:30)。
实验一哲学家就餐问题
一、实验目的
1.熟练使用VC++6.0编译环境,调试并正确运行程序。
2.熟悉哲学家就餐问题流程。
3.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。
4.熟悉源程序中产生和防止死锁的算法,及其相关窗口操作。
二、实验原理
1.问题描述:
有五个哲学家围坐在一圆桌旁,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,每个哲学家的行为时思考,饥饿,然后吃通心粉,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取筷子。
2.防止死锁发生的分配方式:
仅当一个哲学家左右两边的筷子都可用时,才允许他拿筷子。
这样要么一次占有两
只筷子(所有线程需要的资源)进行下一步吃通心粉,然后释放所有的资源;要么
不占用资源,这样就不可能产生死锁了。
3.产生死锁的分配方式:
当筷子(资源)可用时,先分配左边的筷子,等待一会后再分配右边的筷子,由于
这个过程中,左边的筷子一直没有释放,就可能产生死锁了。
4.程序运行说明:
程序运行过程中会弹出一个MessageBox提示操作者操作:
1)第一个对话框用于选择运行模式
a.选择yes表示采用的是运行的防止死锁的方式,这样的话整个程序可以一直运行下去,不会产生死锁。
b.选择no表示运行产生死锁的方式会弹出第二个对话框。
2)第二个对话框用于选择运行时,线程运行的时间
a.选择yes线程时间比较短,很快就可以死锁。
b.选择no线程时间跟选择yes时的时间差不多,产生死锁的时间稍微长一点。
三、实验过程及分析
1.PhilosopherThread(LPVOID pVoid)函数伪代码
1)不死锁方式
Var mutexleftchopstick,mutexrightchopstick;
Beging:
Resting;
Waiting;
P{mutexleftchopstick};
P{mutexrightchopstick};
GetResource{leftchopstick,rightchopstick};
Eating;
V{mutexleftchopstick};
V{mutexrightchopstick};
End
2)发生死锁方式
Var mutexleftchopstick,mutexrightchopstick;
Beging:
Resting;
Waiting;
P{mutexleftchopstick};
GetResource{leftchopstick};
P{mutexrightchopstick};
GetResource{rightchopstick};
Eating;
V{mutexleftchopstick};
V{mutexrightchopstick};
End
2.代码分析
1)不发生死锁时,哲学家迅速同时抢占两个筷子的资源,而若是不能同时抢占两只筷子则继续等待,知道有两只筷子空闲则抢占,这样就打破了死锁的必要条
件。
2)发生死锁时,因哲学家有左边的筷子空闲就抢占,再等待抢占右边的筷子,这样就有可能发生所有哲学家同时发现自己左边的筷子都空闲,都占用了左边的
筷子而等待右边的筷子,此时右边的筷子又都被别的哲学家占用,这样就进入
永远等待状态,即发生了死锁。
四、思考题
其他解决死锁方法:
1.引入一个对各个进程的调度者,当哲学家饥饿时向该调度者申请用餐,而调度
者根据哲学家面前是否同时有两只筷子空闲来判断哲学家此时能否就餐,能则
占用这两只筷子并且让哲学家就餐,不能则让哲学家继续等待。
引入一个调度
者能很有效地管理进程资源的分配。
2.可以让哲学家按一定顺序就餐,也可以避免死锁,但这样效率不高。
五、实验小结
通过这次上机实验,我对哲学家就餐问题有了更深入的了解,也学习到了具体C语言代码是如何实现这个问题的演示的。
同时更重要的是对资源的调度分配有了更深的思考,如何有效合理地分配资源,如何避免死锁,这都是我们再编写某些进程代码时需要考虑到的问题,而这次实验使我掌握了几种避免死锁的资源分配方法,对此我感到受益匪浅。