实验四 unix 模拟“五个哲学家”问题.doc

实验四 模拟“五个哲学家”问题一、实验目的学习和掌握并发进程同步的概念和方法。二、实验要求1. 程序语法 philosopher -t 是哲学家进餐和沉思的持续时间值，缺省值为2秒。2. 五个哲学家的编号为04，分别用五个进程独立模拟。3. 程序的输出要简洁，仅输出每个哲学家进餐和沉思的信息。例如，当编号为3的哲学家在进餐时，就打印： philosopher 3 iseating而当他在沉思时，则打印： philosopher3 is thinking除此之外不要输出其他任何信息。4. 利用课堂已教授的知识而不使用线程或IPC机制进行同步。5. 程序应该一直运行，直到人为地终止它（按Ctrl-C或Ctrl-）。不允许出现僵尸进程。三、实验过程 用for循环和fork函数生成5个哲学家进程，如果是前4个哲学家，思考秒后，锁住左手边和右手边的叉子，然后开始用餐，进餐秒后，释放两边的叉子，然后到下一个哲学家，用lock判断能否同时拿起两边的叉子，要是不能同时拿起则一直等待。第5个哲学家最后应拿起第4把叉子和第0把叉子，用while（1）循环使程序一直运行。四、实验程序#include apue.h#include lock.h#include lock.c#include #define N 5 /当人数改变时改变N值就可，增加程序的可改性static char* forks5=fork0,fork1,fork2,fork3,fork4; /定义5个文件，分别表示5个叉子void takeFork(int i) /拿起叉子 if(i=N-1) /第5个哲学家最后应拿起第4把叉子和第0把叉子 lock(forks0); lock(forksi); else lock(forksi); lock(forksi+1); void putFork(int i) /放下叉子 if(i=N-1) /第5个哲学家最后应放下第4把叉子和第0把叉子 unlock(forks0); unlock(forksi); else unlock(forksi); unlock(forksi+1); void thinking(int i,int time) printf(philosopher%d is thinking.n,i); sleep(time); /等待时间void eating(int i,int time) printf(philosopher%d is eating.n,i); sleep(time);void philosopher(int i,int nsecs) /描述哲学家的行为函数 while(1) /用while（1）循环使程序一直运行 thinking(i,nsecs); / 哲学家i思考nsecs秒 takeFork(i); / 哲学家i拿起叉子 eating(i,nsecs); / 哲学家i进餐nsecs秒 putFork(i); / 哲学家i放下叉子 int main(int argc,char*argv) pid_t pidN; int i,nsecs; if(argc=1) nsecs=2; /未键入任何参数，则自动设为等待时间为2 else if(argc=3&strcmp(-t,argv1)=0) nsecs=atoi(argv2); /把以字符串形式输入的时间转换成整型数 else err_sys(input error!); for(i=0;iN;i+) initlock(forksi); for(i=0;iN;i+) /生成5个哲学家进程 pidi=fork(); if(pidi=0) /生成的子进程 philosopher(i,nsecs); wait(NULL); /父进程挂起，等待子进程结束，避免出现僵死状态 exit(0); 五、实验结果 用gcc four.c error2e.c lock.c -ofour编译生成可执行文件，命令行只有一个参数four时，每过2秒就能确定下个哲学家的状态，运行结果如下：(Ctrl + C或者ctrl + 结束)命令行有三个参数时，每过8秒就能确定下个哲学家的状态，运行程序如下：(Ctrl + C或者ctrl + 结束)六、实验小结1. 如果父进程不等待子进程的结束，那么需要终止程序运行时，就只能从控制台删除在后台运行的哲学家进程。2. 该实验的要点是，解决并发环境下，多进程之间的同步与互斥问题。进程间的同步互斥必然涉及进程间的通信（信息交换）。但是进程的内存空间是彼此隔离的，因此它们之间的通信只能通过如下手段：IPC机制、管道、信号或文件。就目前所学知识和实验要求而言，应使用信号手段。3. 对lock.c中函数的说明open(file, O_RDONLY | O_CREAT | O_EXCL,FILE_MODE)如果同时指定了O_CREAT,而文件已经存在，则会出错。可以测试一个文