哲学家进餐问题

问题描述：

问题描述: 5个哲学家围坐在一个圆桌上,每两个哲学家之间都有一只筷子,哲学家平时进行思考,只有当他们饥饿时,才拿起筷子吃饭。规定每个哲学家只能先取其左边筷子,然后取其右边筷子,然后才可以吃饭。

#include<stdio.h>//c语言中主要的函数库 
#include<stdlib.h>//stdlib 头文件里包含了C、C++语言的最常用的系统函数
#include<pthread.h>//线程对应函数库 
#include<iostream>//输入输出流，有输入输出对应的库函数 
#include<unistd.h>//对于类 Unix 系统，unistd.h 中所定义的接口通常都是大量针对系统调用的封装
//是 C 和 C++ 程序设计语言中提供对 POSIX 操作系统 API 的访问功能的头文件的名称。 
#include<semaphore.h>//信号量对应的库函数 
#define N 5    //5位哲学家 
#define LEFT i   //左边筷子 
#define RIGHT (i+1)%N   //右边筷子 
using namespace std;

//信号量机制 
class Semaphore{
   private:
      sem_t sem;
   public:
      Semaphore(int value=1){//这里是5根筷子，五位哲学家竞争，筷子是临界资源。所以每个对象都是 1 
        sem_init(&sem,0,value);
      }
      void P(){
       sem_wait(&sem);//P操作  "--"操作 
      }
      void V(){
        sem_post(&sem);//V操作  "++" 操作 
      }
};

//全局变量 
//信号量机制 
Semaphore mutex[N];//互斥信号量数组 1 1 1 1 1 
//线程 
pthread_t thread[N];//线程数组  5个线程 
int id[N];  //线程标号 
int add=0;//增量  增加到30就面条吃完了
 
void* solve(void*param){
    int i =*((int*)param);// param 是形参，实参是线程 id[N]的地址  ， 这里用int*指针指向它，再取值 
    while(true){
       if(add>=30){
          cout<<"哲学家"<<i<<"面条吃完了！！"<<endl;//每个人的面规定是30下 
          break;
       }
       cout<<"哲学家"<<i<<"正在思考"<<endl;//思考不会死锁，只在进餐时有可能死锁 
       if(i%2==0){
          mutex[LEFT].P();
          mutex[RIGHT].P();
          cout<<"哲学家"<<i<<"进餐"<<endl;
          add++;
         // cout<<add<<endl;
          mutex[RIGHT].V();
          mutex[LEFT].V();
       }else{

//*********下面可能会产生死锁，原因是： 如果所有哲学家都同时拿起右边的筷子，大家都因为没能达到自己要求而不肯释放自己的资源
//所以会产生死锁。 
          mutex[RIGHT].P();
          mutex[LEFT].P();
          cout<<"哲学家"<<i<<"进餐"<<endl;
          add++;
          //cout<<add<<endl;
          mutex[LEFT].V();
          mutex[RIGHT].V();
 //      }
       sleep(1); // 让线程休眠的目的是使线程让出CPU的使用权.当线程休眠时,会将CPU资源的使用 
     //单位是毫秒 //交给其他线程,以便能够线程之间的轮换调用.当休眠一定时间后,线程就会苏醒,然后进入准备状态等待执行.
    	}
	}
} 
//创建线程 
void thread_create() {
   int tmp;
   for(int i=0; i<N; i++){//5位哲学家
    	//*************重点 
//    	有四个参数，第一个参数是线程标识符，第二个参数是线程的属性(null是指线程需要手动释放，需要相关函数，如果是其他线程会分离出来会自己释放)，
//		第三个参数是处理函数（让线程执行操作），第四个参数是处理函数的形参（类型是 void*） 
      tmp=pthread_create(&thread[i],NULL,solve,&id[i]);//
      
      if(tmp!=0){//pthread_create有返回值 等于0是正常情况，如果错误返回值是其他  
          cout<<"线程"<<i<<"结束"<<endl;//正常的话这里是不执行的 
      }
   }
}
//线程等待 
void thread_wait(){//线程唤醒机制，唤醒处于睡眠中的线程，所以处理函数中的sleep()函数和这里是匹配的 
    for(int i=0; i<N; i++){
       pthread_join(thread[i],NULL);//线程的标识符和线程的属性 
    }
}
int main(){
    for(int i=0; i<N; i++){//5位哲学家装入到数组里面，通过下标来操作 
        id[i]=i;//哲学家编号数组 
    }
    thread_create();//线程创建 
    thread_wait();//线程等待 
    
    return 0;
}

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