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。
思路:
常规解法:
当哲学家饥饿时,总是先去拿他左边的筷子,执行wait(chopstick[I]),成功后,再去拿他右边的筷子,执行wait(chopstick[I+1]%5);成功后便可进餐。进餐毕,先放下他左边的筷子,然后再放下右边的筷子。当五个哲学家同时去取他左边的筷子,每人拿到一只筷子且不释放,即五个哲学家只得无限等待下去,引起死锁。
改进思路:
奇数号哲学家先拿他左边的筷子,偶数号哲学家先拿他右边的筷子。这样破坏了同方向环路,一个哲学家拿到一只筷子后,就阻止了他邻座的一个哲学家吃饭。按此规定,将是1、2号哲学家竞争I号筷子;3、4号哲学家竞争4号筷子。这样就可以避免死锁问题了
函数介绍
代码
1. #include <stdio.h> 2. #include <stdlib.h> 3. #include <memory.h> 4. #include <pthread.h> 5. #include <errno.h> 6. #include <math.h> 7. #include<unistd.h> 8. //筷子作为mutex 9. pthread_mutex_t chopstick[6] ; 10. void *eat_think(void *arg) 11. { 12. char phi = *(char *)arg; 13. int left,right; //左右筷子的编号 14. switch (phi){ 15. case 'A': 16. left = 5; 17. right = 1; 18. break; 19. case 'B': 20. left = 1; 21. right = 2; 22. break; 23. case 'C': 24. left = 2; 25. right = 3; 26. break; 27. case 'D': 28. left = 3; 29. right = 4; 30. break; 31. case 'E': 32. left = 4; 33. right = 5; 34. break; 35. } 36. 37. int i; 38. for(int i=0;i<10;i++){ 39. usleep(3); //思考 40. if(phi=='A' || phi=='C' || phi=='E'){ 41. pthread_mutex_lock(&chopstick[left]); //拿起左手的筷子 42. printf("Philosopher %c fetches chopstick %d\n", phi, left); 43. pthread_mutex_lock(&chopstick[right]); 44. printf("Philosopher %c fetches chopstick %d\n", phi, right); 45. } 46. 47. else{ 48. pthread_mutex_lock(&chopstick[right]); 49. printf("Philosopher %c fetches chopstick %d\n", phi, right); 50. pthread_mutex_lock(&chopstick[left]); 51. printf("Philosopher %c fetches chopstick %d\n", phi, left); 52. } 53. 54. usleep(3); //吃饭 55. printf("Philosopher %c is eating.\n",phi); 56. pthread_mutex_unlock(&chopstick[left]); //放下左手的筷子 57. printf("Philosopher %c release chopstick %d\n", phi, left); 58. pthread_mutex_unlock(&chopstick[right]); //放下左手的筷子 59. printf("Philosopher %c release chopstick %d\n", phi, right); 60. 61. } 62. } 63. int main(){ 64. pthread_t A,B,C,D,E; //5个哲学家 65. 66. int i; 67. //pthread_mutex_init() 函数是以动态方式创建互斥锁的,参数attr指定了新建互斥锁的属性。 68. //如果参数attr为空,则使用默认的互斥锁属性,默认属性为快速互斥锁 。 69. for (i = 0; i < 5; i++) 70. pthread_mutex_init(&chopstick[i],NULL); 71. 72. pthread_create(&A,NULL, eat_think, (char*) "A"); 73. pthread_create(&B,NULL, eat_think, (char*) "B"); 74. pthread_create(&C,NULL, eat_think, (char*) "C"); 75. pthread_create(&D,NULL, eat_think, (char*) "D"); 76. pthread_create(&E,NULL, eat_think, (char*) "E"); 77. 78. pthread_join(A,NULL); 79. pthread_join(B,NULL); 80. pthread_join(C,NULL); 81. pthread_join(D,NULL); 82. pthread_join(E,NULL); 83. return 0; 84. }
结果