哲学家吃饭问题实验报告操作系统

1、目录1 设计题目与要求2设计目的设计要求2 总体设计思想与相关知识2总体设计思想问题描述解决方案3 数据结构、流程图2数据结构流程图4 . 源代码.35 运行结果.66 结果分析.77 总结及心得体会.7设计题目与要求设计目的掌握进程同步问题的解决思路及方法，熟练使用Windows操作系统提供的信号量机制解决各种 进程同步问题。设计要求设有五个哲学家，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

2、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。2总体设计思想与相关知识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

3、生活的程序。问题扌苗述 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。解决方案最多允许4个哲学家同时坐在桌子周围。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。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。3 .数据纟吉构及流程图 数据结构philosopherProc+myid:int+mystate:int+philosopherProc(LPVOIDIpParameter)+ ResumeThread(hPhiloso

4、pheri):int+strcpy(stateStr, ):int程序中定义一个哲学家类，包含两个私有对象和四个公有对象。myid对象：报讯哲学家的编号。mystate对象：用于保存当前该哲学家的状态, philosopherProc( LPVOID IpParameter)方法：哲学家类构造函数，PHILOSOPHER_NUM 表示哲学家 编号ResumeThread(hPhilosopheri)方法：返回该哲学家编号strcpy(stateStr,)方法：返回哲学家当前状 态根据题目要求改变哲学家的状态(饥饿- 进餐-思考-饥饿)流程图4源代码(C+). endl;Rele aseMute

5、x(mutex);初始状态为改变状态先检查左筷子是否左筷子可用就拿起,右筷子可用，就改如果右筷子不可改变自己的状态mystate = THINKING;/THINKINGleftFork 二(myid) % PHILOSOPHER.NUM; rightFork二(myid + 1) % PHILOSOPHER_NUM;while (true)switch(mystate)case THINKING:mystate = HUNGRY;/strcpy(stateStr, HUNGRY);break;case HUNGRY:strcpy(stateStr, HUNGRY);ret 二 WaitFor

6、SingleObject(semaphoreleftFork, 0); 可用if (ret 二二 WAIT_OBJECT_0)ret 二 WaitForSingleObjecsemaphorefrightFork, 0); / 再检 查右筷子是否可用if (ret 二二 WAIT_OBJECT_0)mystate二DINING; /变自己的状态strcpy(stateStr, DINING1);elseReleaseSemaphore(seiriaphoreleftForkJ 1, NULL); / 用, 就把左筷子放下break;case DINING:/吃完后把两支筷子都放下Release

7、Semaphore(semaphore卩eftFork, 1, NULL);ReleaseSemaphore(semaphorerightForkJ 1, NULL);mystate 二 THINKING; / strcpy(stateStr, THINKING);break;输出状态WaitForSingleObject(mutex, INFINITE);cout philosopher myid is: stateStr endl; ReleaseMutex(mutex);/ sleep a random time : between 1 - 5 sint sleepTime;sleepT

8、ime 二 1 + (int)*rand()/(RAND_MAX+);Sleep(sleepTime*10);int main()int i;srand(time(O);mutex 二 C re a te M u tex( N U L L, false, NULL);for(i=0; iPHILOSOPHER_NUM; i +)semaphore二 CreateSemaphore(NULL, 1, 1, NULL);hPhilosopheri=CreateThread(NULL,0,philosopherProc 丄PVOID(i), CREATE_SUSPENDED,O);for(i=0;

9、iPHILOSOPHER_NUM; i +)ResumeThread(hPhilosopheri);Sleep(2000);return 0;5 运行结果IPhilOSOPherObeginPhilOSOPher1 begin.PhilOSOPher2 begin.philosopher3 begin.PhilOSOPher4 begin.PhilOSOPher0 is :HUNGBYPhilOSOPher1 is:HUNGRyPhilOSOPheF2 is :HUNGRYPhilOSOPheF3 is:HUNGKYPhilOSOPher4 is :HUNGRYPhilOSOPheF0 is

10、:l)ININGPhilOSOPheV1 is :HUNGRYPhilOSOPher2 is:PININGPhilOSOPyleF3 is:HUNGBYPhilOSOPhep4 is :HUNGRyPhilnsnpkAVaTilTNKTNCPhilOSoPheF1 is:HUNGPVphilosopher2 is:THINKINGPbilOSOPhev0 is!HUNGRyphilosopher3 IS =DININGphilosopher1 is :BININGPhilOSOpbei*4 is /HUNGBVphilosopher2 is:HUNGPyPhilOSO phei*3 is:TH

11、INKINGphilosopher4 is :DININGPhilOSO pbei*0 is :HUNCBVPhilOSOPber1 is:THINKINGphilosopher2 is三DININGPbilOSOPber3 is :HUNGRYPbilOSOPber0 is三HUNGRYPhilOSOPher4 is :THINKIHGPhilOSOPher1 is:HUNGBYPhilOSOPher2 is:THINKINGPhilOSOPher3 is:l)ININGPhilOSOPher0 is :DININGPbilOSOPbCr4 is IIUNGnVPhilOSOPher1 is

12、:HUNGBYPhilOSOPher2 is :HUNGBYPhilOSOPher0 is :THINKINGPhilOSOPheF3 is:THINKINGPhilOSOPheF1 is:DININGPhilOSOPher4 is :BININGPhilOSOPheF2 is :HUNGBYPhilOSOPheV3 is:HUNGBYPhilOSOpFier4 is :THINKINGPhilOSOPhep0 is :HUNGBYPhilOSOPheF1 is :THINKINGPhilOSOPheF2 is:BININGPhilOSoPher3 is:HUNGpVphilosopher4

13、is :HUNGHYPhiLOSOPheP 0 isDININGPhLIOSOPheP 1 LSHUNGRVphilosopher 2 isTHINKINGPhilOSOPheP 3 isDININGphilosopher 0 is :THINKINGPhiLOSOPheP4isHUNGRYphilosopher 1 isDININGPhilOSOPheP 0 isHUNGRYPhilOSOPh 2 isHUNGRVPhilOSOPheP 1 isTHINKINGphilosopher 3 isTHINKINGphilosopher 2 i.sDININGPhilOSOPiei 4 isDIN

14、INGphilosopher 3 isHUNGRYPhilOSOPhei4isTHINKINGPhilOSoPher 0 ISDININGPhilOSOPhe i* 1 ISHUNGRVPhllOSOPhei2 ISTHINKINGPhXIOSOPhei 3 XSDININGPhilOsopjiei* 0 isTHINKINGPhiloSOPJIer4 isHUNGRVphilosopher 1 isDINIHGPhiloSOPher 2 isHUHGRVPhilOSOPher 3 isTHINKINGPhilOSOPher 0 isHUHGRVphilosopher 1 isTHINKING

15、PhilOSOPher4 isDININGPhilOSOPher 2 LSDININGPhilOSOPher & isHUNGRVPhiLOSOPher3 isHUNGRVPhilOSOPher 1 isHUNGRYPhilOSOPher SisHUhl GRVPhilOSOPher 2isIHINKINGPhilOSOPher 4 isTHINKINGPhilOSOPher 1 isDININGPhLIOSODheP 3 isDININGPhilOSOPheP 0 isHUNGRVPhilOSOPheP 2isHUNGRYPhilOSOPheP 1 isTHINKINGphilosopher

16、 3 LSTHINKINGphilosopher 4 isHUNGRVPhilOSOPhep 2 isDININGPhilOSOPheP p isDININGPhiLOSOPhep3isHUNGRVPhilOSOPhep 1 isHUNGRVPhiLOSOPheH 4 isHUNGRYPhilOSOPheP 9 isTHINKINGPhilOSOPhep 2isTHINKINGPhilOSOPheP 1 is:DININGPhiLOSOPh&p 3 is:DINING6结果分析对哲学家进行编号，将他们的初始状态全部设定为THINGKING,接着先从0开始改变他们的 状态为HUNGR, 丫继续运行后4号和2号哲