利用信号量机制解决哲学家进餐问题.docx
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利用信号量机制解决哲学家进餐问题
利用信号量机制解决哲学家进餐问题
成绩：
课程设计报告
课程名称：
课程设计（UNIX程序设计）
设计题目：
利用信号量机制解决哲学家进餐问题
姓名：
专业：
网络工程
班级：
学号：
计算机科学与技术学院
网络系
2013年12月28日
EATING进餐状态EAT
N
Y
N
Y
YN
一、原程序清单
#include
#include
#include
#include
#include
#include
#include
#include
#include
#include
#defineN5
#defineLEFT（i）（i+N-1）%N
#defineRIGHT（i）（i+1）%N
#defineTHINKING0
#defineEATING1
//#include"behavior_philosophy.h"
voidphilosopher（int,char*,int,int,void（*）（int,int）,void（*）（int,int））;
voidtake_forks（int,char*,int,int,void（*）（int,int）,void（*）（int,int））;
voidput_forks（int,char*,int,int,void（*）（int,int）,void（*）（int,int））;
voidtest（int,char*,int,void（*）（int,int））;
voidthink（int）;
voideat（int）;
voidP（int,int）;
voidV（int,int）;
/*------------------------哲学家动作-----------------*/
voidphilosopher（inti,char*state,intsem_phiid,intsem_mutexid,void（*P）（int,int）,void（*V）（int,int））{
sleep
（1）;
think（i）;
while
（1）{
take_forks（i,state,sem_phiid,sem_mutexid,P,V）;
eat（i）;
put_forks（i,state,sem_phiid,sem_mutexid,P,V）;
think（i）;
}
}
voidtake_forks（inti,char*state,intsem_phiid,intsem_mutexid,void（*P）（int,int）,void（*V）（int,int））{
（*P）（sem_mutexid,0）;
state[i]=THINKING;
test（i,state,sem_phiid,V）;
（*V）（sem_mutexid,0）;
（*P）（sem_phiid,i）;
}
voidput_forks（inti,char*state,intsem_phiid,intsem_mutexid,void（*P）（int,int）,void（*V）（int,int））{
（*P）（sem_mutexid,0）;
state[i]=THINKING;
test（LEFT（i）,state,sem_phiid,V）;
test（RIGHT（i）,state,sem_phiid,V）;
（*V）（sem_mutexid,0）;
}
voidtest（inti,char*state,intsem_phiid,void（*V）（int,int））{
if（state[i]==THINKING&&state[LEFT（i）]!
=EATING&&state[RIGHT（i）]!
=EATING）{
state[i]=EATING;
（*V）（sem_phiid,i）;
}
}
voidthink（inti）{
printf（"philosopher:
%d>>>>>isTHINKING.\n",i）;
}
voideat（inti）{
printf（"I'mphilosopher:
%d>>>>>isEATING.andwilleating%dseconds!
\n",i,sleep
（2））;
}
/*---------------------P,V原子操作------------*/
voidP（intsemid,intindex）{
structsembufsema_buffer;
sema_buffer.sem_num=index;
sema_buffer.sem_op=-1;
sema_buffer.sem_flg=SEM_UNDO;
semop（semid,&sema_buffer,1）;
}
voidV（intsemid,intindex）{
structsembufsema_buf;
sema_buf.sem_num=index;
sema_buf.sem_op=1;
sema_buf.sem_flg=SEM_UNDO;
semop（semid,&sema_buf,1）;
}
/*-----------------------------------------------------------*/
intmain（）
{
/*-------------------------创建信号量操作----------------*/
intsem_phiid;
sem_phiid=semget（1008,5,0666|IPC_CREAT）;
assert（sem_phiid>=0）;
unsignedshortarray[5]={0,0,0,0,0};
unionsemun{
intval;
unsignedshort*array;
}semopts;
semopts.array=array;
intret1=semctl（sem_phiid,0,SETALL,semopts）;
assert（ret1==0）;
intsem_mutexid;
sem_mutexid=semget（0x225,1,0666|IPC_CREAT）;
assert（sem_mutexid>=0）;
semopts.val=1;
intret2=semctl（sem_mutexid,0,SETVAL,semopts）;
assert（ret2==0）;
/*------------------初始化共享内存-----------------------*/
intshmid;
char*state;
if（（shmid=shmget（IPC_PRIVATE,N,0600|IPC_CREAT））==-1）{
semctl（sem_phiid,0,IPC_RMID,0）;
semctl（sem_mutexid,0,IPC_RMID,0）;
perror（"shmgetfaild!
"）;
exit
（1）;
}
if（（state=shmat（shmid,0,0））==（char*）-1）{
semctl（sem_phiid,0,IPC_RMID,0）;
semctl（sem_mutexid,0,IPC_RMID,0）;
perror（"shmatfaild!
"）;
exit
（1）;
}
/*-----------------------------------------------*/
inti,phinum;
pid_tpid;
for（i=0;i<5;i++）{
while（（pid=fork（））==-1）;
if（!
pid）{
phinum=i;
signal（SIGINT,SIG_DFL）;
break;
}
}
if（pid>0）{
while（wait（（int*）0）==-1）;
semctl（sem_phiid,0,IPC_RMID,0）;
semctl（sem_mutexid,0,IPC_RMID,0）;
shmdt（state）;
printf（"Hi,GAMEOVER!
"）;
}
else
philosopher（phinum,state,sem_phiid,sem_mutexid,P,V）;
}
二、程序运行结果
截图一
截图二
截图三
三、设计总结
这次课程设计通过利用UNIX系统的信号量机制和共享内存机制，编写一个解决哲学家进餐问题的程序，感觉有很多收获，主要体现在以下几点：
（1）很好的复习了UNIX系统编程课上所学的知识，尤其是对unix进程通信机制中信号量机制和共享内存机制有了实践和更深的认识。
（2）练习了C编程，尤其是对函数指针有了更深的认识。
（3）复习了操作系统进程通信的原理。
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