linux下C语言实现睡眠理法师问题

2024-03-11 05:08
文章标签 语言 实现 linux 问题 睡眠 法师

本文主要是介绍linux下C语言实现睡眠理法师问题，希望对大家解决编程问题提供一定的参考价值，需要的开发者们随着小编来一起学习吧！

这里修改了来自http://blog.csdn.net/khwkhwkhw/article/details/49798695#cpp代码，增加了一个特性：显示顾客的排队次序（先来的先坐到椅子上，先来先被服务）

这里发现对理发师的信号量的初始值不一定非得大于0，如果有1个理发师，也可以设置成0，只不过在顾客线程执行到sem_wait(&sem_barber);这一步时，不能继续下去而是阻塞，一定要等到理发师线程发出信号解除，在此之前顾客线程一直驻留内存。这个在实际应用中或许有影响，但是模拟程序时没有影响，照样能执行。

#include<stdio.h>
#include<stdlib.h>
#include<unistd.h>
#include<pthread.h>
#include<errno.h>
#include<semaphore.h>
#include<time.h>//http://blog.csdn.net/khwkhwkhw/article/details/49798695#define  CHAIR 5               //椅子数
#define  MAX_CUST   10         //允许来理发的顾客数int  cust_wait = 0;     //当前等待的顾客数
sem_t sem_cust;         //顾客信号量，阻塞理发师线程
sem_t sem_barber;       //理发师信号量，阻塞顾客线程
sem_t sem_mutex;        //定义互斥信号量int chair[CHAIR];        //用来模拟顾客排队次序的椅子数据结构，用数组模拟一个先进先出队列
int chairInQueueIndex =0; //入队指针
int chairDeQueueIndex =0; //出队指针//理发师线程
void *barber(void)
{int i = 0;                      //理完发的人数while(1){sem_wait(&sem_cust);         //（P操作） 如果没有顾客就睡觉sem_wait(&sem_mutex);        //（P操作）申请互斥信号量cust_wait--;                 //顾客理发，等待的顾客少一个i=chair[chairDeQueueIndex] ;chair[chairDeQueueIndex] =0;printf("\n--------------------------------------------我理发师在给第%d位顾客理发,他从椅子%d上起来了\n",i,chairDeQueueIndex+1);          chairDeQueueIndex = (chairDeQueueIndex+1)%CHAIR;sem_post(&sem_mutex);        //（V操作）释放互斥信号量sleep(5);                  //理发时间sem_post(&sem_barber);          //（V操作）理完了，可以理下一个了printf("--------------------------------------------我理发师给第%d位顾客理发完毕！\n",i);}
}
//顾客线程
void *cust(void *p)
{int flag;                   //理发师是否空闲的标志位int client;int cust_count;             //当前来理发的顾客的数目sem_wait(&sem_mutex);       //（P操作）申请互斥信号cust_count = *(int *)p;int i;//printf("\n******************************\n");printf("\n第%d位顾客进来了！         **\n",cust_count);//printf("\n我是第%d位顾客！\n",cust_count);if( cust_wait < CHAIR )        //防止两个顾客坐同一个椅子{sem_getvalue(&sem_barber,&flag);       //获得信号量的值保存在flag中sem_getvalue(&sem_cust,&client);cust_wait++;                          //等待的顾客多一个chair[chairInQueueIndex]= cust_count;printf("\n他坐到椅子%d上\n",chairInQueueIndex+1);chairInQueueIndex = (chairInQueueIndex+1)%CHAIR;  if(cust_wait == 1 && flag == 1)       //如理发师空闲且只有一个人在等待，{//就直接叫醒理发师printf("理发师还在睡觉，我得去叫醒他帮我理发\n");}else if(cust_wait > 0)         //否则在等待区等待{if(cust_wait == 1)printf("此时就只有我在等待理发！\n");else{printf("此时我加上另外%d位顾客一共还有%d个人在等待理发！\n",cust_wait-1,cust_wait);}                    }printf("座位上坐着的等待的顾客是（按先进先出队列模式）:");for ( i=0; i<CHAIR; i++ )printf ( "%d   ",chair[i] );printf ( "\n" );           sem_post(&sem_mutex);   //（V操作）释放互斥信号量sem_post(&sem_cust);    //（V操作）要理发，叫醒理发师sem_wait(&sem_barber);  //（P操作）申请理发师为自己理发sleep(1);}else{printf("没有空余的位置了!我不等了，走了算了！\n");sem_post(&sem_mutex);  //如果没有座位，释放互斥信号量pthread_exit(0);       //没有位子，顾客退出}pthread_exit(0);               //理完发，顾客退出
}//主函数
int main(void)
{int k;pthread_t Pbarber;      //定义理发师线程pthread_t Pcust[10];    //定义顾客线程if(sem_init(&sem_cust,0,0) != 0)       //初始化顾客信号量为0{perror("顾客信号量初始化失败:\n");return 0;}if(sem_init(&sem_barber,0,1) != 0)    //初始化理发师信号量为1，代表有一位理发师空闲{perror("理发师信号量初始化失败:\n");return 0;}if(sem_init(&sem_mutex,0,1) != 0)      //初始化互斥信号量{perror("互斥信号量初始化失败:\n");return 0;}if(pthread_create(&Pbarber,NULL,(void *)barber,NULL) != 0)   //创建理发师线程{perror("理发师有事来不了！不营业了！！！:\n");return 0;}for(k = 1; k <= MAX_CUST; k++)        //创建顾客线程{if(pthread_create(&(Pcust[k-1]),NULL,(void *)cust,&k) != 0){perror("有一个预约的顾客临时有事不能来了！  \n");exit(0);}srand(time(0));sleep(rand() % 2 + 1);    //1到3的随机数}for(k = 0; k < MAX_CUST; k++)pthread_join(Pcust[k],NULL);             //挂起主线程，等待顾客线程退出sleep(8);            //等待最后一位顾客理完发return 0;
}




如果有2个理发师，那么代码修改如下：

#include<stdio.h>
#include<stdlib.h>
#include<unistd.h>
#include<pthread.h>
#include<errno.h>
#include<semaphore.h>
#include<time.h>//http://blog.csdn.net/khwkhwkhw/article/details/49798695#define  CHAIR 5               //椅子数
#define  MAX_CUST   10         //允许来理发的顾客数int  cust_wait = 0;     //当前等待的顾客数
sem_t sem_cust;         //顾客信号量，阻塞理发师线程
sem_t sem_barber;       //理发师信号量，阻塞顾客线程
sem_t sem_mutex;        //定义互斥信号量int chair[CHAIR];        //用来模拟顾客排队次序的椅子数据结构，用数组模拟一个先进先出队列
int chairInQueueIndex =0; //入队指针
int chairDeQueueIndex =0; //出队指针//理发师线程
void *barber(void *m)
{int i = 0;                      //理完发的人数int barber_count = *(int *)m;while(1){sem_wait(&sem_cust);         //（P操作） 如果没有顾客就睡觉sem_wait(&sem_mutex);        //（P操作）申请互斥信号量cust_wait--;                 //顾客理发，等待的顾客少一个i=chair[chairDeQueueIndex] ;chair[chairDeQueueIndex] =0;printf("\n--------------------------------------------理发师%d在给第%d位顾客理发,他从椅子%d上起来了\n",barber_count,i,chairDeQueueIndex+1);          chairDeQueueIndex = (chairDeQueueIndex+1)%CHAIR;sem_post(&sem_mutex);        //（V操作）释放互斥信号量sleep(5);                  //理发时间sem_post(&sem_barber);          //（V操作）理完了，可以理下一个了printf("--------------------------------------------理发师%d给第%d位顾客理发完毕！\n",barber_count,i);}
}
//顾客线程
void *cust(void *p)
{int flag;                   //理发师是否空闲的标志位int cust_count;             //当前来理发的顾客的数目sem_wait(&sem_mutex);       //（P操作）申请互斥信号cust_count = *(int *)p;int i;printf("\n第%d位顾客进来了！         **\n",cust_count);if( cust_wait < CHAIR )        //防止两个顾客坐同一个椅子{sem_getvalue(&sem_barber,&flag);       //获得信号量的值保存在flag中cust_wait++;                          //等待的顾客多一个chair[chairInQueueIndex]= cust_count;printf("\n他坐到椅子%d上\n",chairInQueueIndex+1);chairInQueueIndex = (chairInQueueIndex+1)%CHAIR;  if(cust_wait == 1 && flag == 1)       //如理发师空闲且只有一个人在等待，{//就直接叫醒理发师printf("理发师还在睡觉，我得去叫醒他帮我理发\n");}else if(cust_wait > 0)         //否则在等待区等待{if(cust_wait == 1)printf("此时就只有我在等待理发！\n");else{printf("此时我加上另外%d位顾客一共还有%d个人在等待理发！\n",cust_wait-1,cust_wait);}                    }printf("座位上坐着的等待的顾客是（按先进先出队列模式）:");for ( i=0; i<CHAIR; i++ )printf ( "%d   ",chair[i] );printf ( "\n" );           sem_post(&sem_mutex);   //（V操作）释放互斥信号量sem_post(&sem_cust);    //（V操作）要理发，叫醒理发师sem_wait(&sem_barber);  //（P操作）申请理发师为自己理发sleep(1);}else{printf("没有空余的位置了!我不等了，走了算了！\n");sem_post(&sem_mutex);  //如果没有座位，释放互斥信号量pthread_exit(0);       //没有位子，顾客退出}pthread_exit(0);               //理完发，顾客退出
}//主函数
int main(void)
{int k;pthread_t Pbarber[2];      //定义理发师线程pthread_t Pcust[10];    //定义顾客线程if(sem_init(&sem_cust,0,0) != 0)       //初始化顾客信号量为0{perror("顾客信号量初始化失败:\n");return 0;}if(sem_init(&sem_barber,0,2) != 0)    //初始化理发师信号量为2，代表有2位理发师空闲{perror("理发师信号量初始化失败:\n");return 0;}if(sem_init(&sem_mutex,0,1) != 0)      //初始化互斥信号量{perror("互斥信号量初始化失败:\n");return 0;}for(k = 1; k <= 2; k++){if(pthread_create(&(Pbarber[k-1]),NULL,(void *)barber,&k) != 0)   //创建理发师线程{perror("理发师有事来不了！不营业了！！！:\n");return 0;}srand(time(0));sleep(rand() % 2 + 1);    //1到3的随机数        }for(k = 1; k <= MAX_CUST; k++)        //创建顾客线程{if(pthread_create(&(Pcust[k-1]),NULL,(void *)cust,&k) != 0){perror("有一个预约的顾客临时有事不能来了！  \n");exit(0);}srand(time(0));sleep(rand() % 2 + 1);    //1到3的随机数}for(k = 0; k < MAX_CUST; k++)pthread_join(Pcust[k],NULL);             //挂起主线程，等待顾客线程退出for(k = 1; k <= 2; k++)pthread_kill(Pbarber[k-1],0); //顾客线程结束后,直接杀死所有理发师线程return 0;
}

当然，这里还有java代码实现： 

package barber;import java.util.concurrent.Semaphore;  class Sign{  final static int CHAIRS=5; //椅子数量  static int waiting=0; //等待理发的顾客数  static Semaphore consumers=new Semaphore(0); //信号量：等候服务的顾客数  static Semaphore barber=new Semaphore(2);  //信号量：等待顾客的理发师数  static Semaphore mutex=new Semaphore(1); //信号量：控制对临界区的访问  
}  class Barber implements Runnable{  public void run(){  try {  while(true){  Sign.consumers.acquire(); //如果顾客数是0，则理发师睡觉  //互斥操作顾客等待waiting  Sign.mutex.acquire();  Sign.waiting--;   if( Sign.waiting == 0) {System.out.println("-----------------------------------无人等待理发");}Sign.barber.release(); //一个理发师现在开始理发  Thread.sleep(10);Sign.mutex.release();  System.out.println("------------------------------------理发师"+Thread.currentThread().getName()+"正在理发...");  }  } catch (InterruptedException e) {  e.printStackTrace();  }  }  
}  class Customer implements Runnable{  public void run(){ try {  //互斥操作顾客等待waiting  Sign.mutex.acquire();  String cNo = Thread.currentThread().getName();System.out.println("顾客"+cNo+" is comming,,Sign.waiting=" + Sign.waiting); //如果还有椅子空余，则顾客坐在椅子上等待  if( Sign.waiting<Sign.CHAIRS){  Sign.waiting++;  Sign.consumers.release(); //顾客理  Sign.mutex.release();  Sign.barber.acquire(); //如果理发师数量为0，则顾客等待  System.out.println("顾客 "+ cNo+" 正在被理发...");  Thread.sleep(10);System.out.println("顾客 "+ cNo+" 理发结束，离开...");  }else{  Sign.mutex.release(); //理发店满人，顾客走人  System.out.println("顾客 "+ cNo+" 人太多，直接leave out..."); }  } catch (InterruptedException e) {  e.printStackTrace();  }}  
}  public class Test {  public static void main(String[] args){  new Thread(new Barber()).start(); new Thread(new Barber()).start(); new Thread(new Customer()).start();  new Thread(new Customer()).start();  new Thread(new Customer()).start();  new Thread(new Customer()).start();  new Thread(new Customer()).start();  new Thread(new Customer()).start();  new Thread(new Customer()).start();  new Thread(new Customer()).start();  new Thread(new Customer()).start();                  }  
}





这篇关于linux下C语言实现睡眠理法师问题的文章就介绍到这儿，希望我们推荐的文章对编程师们有所帮助！

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