理发师问题的实现说明书

打瞌睡的理发师

理发师问题是一个利用信号量进行PV操作的经典问题。设计程序实现此问题，要使得理发师的活动与顾客的活动得到各自真实的模拟。所执行的程序应体现：理发师在没有顾客的时候去睡觉，有顾客则工作；顾客在理发师工作时坐下等待，无座时离开，直至等到理发师自己理发。

打瞌睡的理发师问题是一种同步问题的抽象描述。计算机系统中的每个进程都可以消费或生产某类资源，当系统中某一进程使用某一资源时，可以看作是消耗，且该进程称为消费者。而当某个进程释放资源时，则它就相当一个生产者。因此此题可看作是n个生产者和1个消费者问题。顾客作为生产者，每到来一个就使计数器count增加1，以便让理发师理发（相当于消费）至最后一个顾客（相当于产品）。并且，第1个到来的顾客应负责唤醒理发师；如果不是第1个到达的顾客，则在有空椅子的情况下坐下等待，否则离开理发店（该消息可由计数器count获得）。所以可以通过一个有界缓冲区把理发师和顾客联系起来。而其中的信号也具有两种功能：一是跟踪资源的理发师和顾客的计数器；二是协调资源的理发师和顾客之间的同步器。通过

对信号进行P、V操作来实现有关问题和相关描述。

一、数据结构：

1、信号量：

int Custom;//所有到达的顾客，包括正在被理发的顾客，所以一般情况下，Custom比Wait_Person大1

int Mutex;//用于实现全局变量Wait——preson访问的互斥

int Wait_Leave;//等待离开信号量，用来表示几个顾客等待离开，只要理发师为其理发完毕，他就可以离开了

2、全局变量：

int * Is_Sleeping;//当前理发师是否在睡觉

3、函数：

void print1(int Wait_person)

void print2(int ID)

4：Linux 提供的多线程函数：

int pthread_create(pthread_t *—thread,_const pthread_attr_t

*attr,void* （*start_rtn)(void*),void *arg);

int pthread_join __P ((pthread_t __th, void

**__thread_return));pthread_attr_init(&attr);

pthread_attr_getschedparam(&attr, ¶m);

param.sched_priority=newprio;

pthread_attr_setschedparam(&attr, ¶m);

pthread_create(&tid, &attr, (void *)myfunction, myarg)；

pthread_detach(thread_id)；pthread_t pthread_self(void);

二、程序模块：

1、理发师模块流程图：

开始

初始化变量

True

wait(customers)

wait(mutex)

count--

signal(mutex)

cut_hair

signal(barber) 2、顾客模块流程图：

开始

初始化变量

True

wait(mutex)

count++

signal(mutex)

get_haircut

wait(barber)

count

signal(customers)

signal(mutex)

false

true

3、主程序流程图：

开始

创建并初始化信号量

0!=ret

创建理发师线程

创建顾客线程

等待理发师线程结束

等待顾客线程结束

信号量初始化失败

0!=ret

理发师线程失败

i<10

0!=ret

顾客线程失败

i<10

结束

true

false

true

true

false

false

false

true

true

false

4、PV操作伪代码

int waiting=0 ； //等候理发的顾客数

int chairs=n； //为顾客准备的椅子数

semaphore customers=0, barbers=0,mutex=1;

barber()

{

while(TRUE); //理完一人,还有顾客吗?

P(cutomers); //若无顾客,理发师睡眠

P(mutex); //进程互斥

waiting -= 1;//等候顾客数少一个

V(barbers); //理发师去为一个顾客理发

V(mutex); //开放临界区

cut-hair( ); //正在理发

}

customer()

{

P(mutex); //进程互斥

if (waiting)

{

waiting += 1; // 等候顾客数加1

V(customers); //必要的话唤醒理发师

V(mutex); //开放临界区

P(barbers); //无理发师, 顾客坐着养神

get-haircut( ); //一个顾客坐下等理/ }

else V(mutex); //人满了,离开

}

三、测试结果：

1、代码编辑：