哲学家进餐问题解析

 1 #include <stdio.h>
 2 #include <semaphore.h>
 3 #include <pthread.h>
 4 #include <unistd.h>
 5 
 6 //宏定义信号量个数为5,宏定义0表示思考,宏定义1表示饿,宏定义2表示吃,宏定义(ph_num+4)%N表示左,宏定义(ph_num+1)%N表示右
 7 #define N 5
 8 #define THINKING 0
 9 #define HUNGRY 1
10 #define EATING 2
11 #define LEFT (ph_num+4)%N
12 #define RIGHT (ph_num+1)%N
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14  //声明操作函数,取叉函数,放叉函数,测试函数
15 void* philospher(void *num);
16 void takeFork(int);
17 void putFork(int);
18 void test(int);
19 int pthreadc();
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21 //声明互斥锁 ,声明数组
22 sem_t mutex;
23 sem_t S[N];
24 
25 int state[N];//定义整型数组
26 int phil_num[N] = { 0, 1, 2, 3, 4 };//初始化数组
27 
28 int pthreadc()
29 {
30     int i;
31     pthread_t thread_id[N];//声明线程ID数组
32     sem_init(&mutex, 0, 1);//初使化信号量的状态为1，并且信号量在一个进程的线程间进行共享
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34     for (i = 0; i<N; i++)//初始化s数组
35         sem_init(&S[i], 0, 0);//初始化S[i]的值为零
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37     for (i = 0; i<N; i++)
38     {
39         pthread_create(&thread_id[i], NULL, philospher, &phil_num[i]);//创建哲学家线程函数
40         printf("Philosopher %d is ready to grab folks\n", i + 1);
41     }
42 
43     for (i = 0; i<N; i++)
44         pthread_join(thread_id[i], NULL);//等待thread_id[i]线程结束
45 }
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48 void* philospher(void *num)
49 {
50     while (1)
51     {
52         int *i = (int*)num;
53         sleep(1);//调整频率
54         takeFork(*i);//申请叉子
55         sleep(0);//放弃当前线程执行的时间片，把自身放到等待队列之中。
56         putFork(*i);//放下叉子
57     }
58 
59     return nullptr;
60 }
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63 void takeFork(int ph_num)
64 {
65     sem_wait(&mutex);//给信号量的值减上一个“1”
66     state[ph_num] = HUNGRY;//初始化状态为HUNGRY（饿）
67     printf("Philosopher %d want to eat\n", ph_num + 1);
68     test(ph_num);//测试函数
69     sem_post(&mutex);//给信号量的值加上一个“1”
70     sem_wait(&S[ph_num]);//给信号量的值减上一个“1”
71     sleep(1);//调整频率
72 }
73 
74 
75 //******************能够吃就改变信号量的值和状态**********************************************
76 void test(int ph_num)
77 {    /*如果state[ph_num]状态为HUNGRY并且state[LEFT]和state[RIGHT]的状态都不等于EATING*/
78     if (state[ph_num] == HUNGRY && state[LEFT] != EATING && state[RIGHT] != EATING)
79     {
80         state[ph_num] = EATING;//将state[ph_num]状态置为EATING（吃饭）
81         sleep(2);//调整频率
82         printf("Philosopher %d is eating now\n", ph_num + 1);
83         sem_post(&S[ph_num]);//给信号量的值加上一个“1”
84     }
85 }
86 
87 
88 //******************************************************************************************
89 void putFork(int ph_num)
90 {
91     sem_wait(&mutex);//信号量减1
92     state[ph_num] = THINKING;//将state[ph_num]状态置为THINKING（思考）
93     printf("Philosopher %d is thinking now\n", ph_num + 1);
94     test(LEFT);
95     test(RIGHT);
96     sem_post(&mutex);//给信号量的值加上一个“1”
97 }