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经典IPC问题(哲学家进餐)

问题:
有五个哲学家,
每个哲学家面前有一盘面
每个哲学家左右各有一只筷子
哲学家有2个状态,思考或者拿起筷子吃饭。
如果哲学家拿到一只筷子,不能吃饭,拿到2只才能吃饭。

一,考虑第一种自然情况:
解法:所有哲学家拿起一只筷子,再拿旁边的一只,如果拿不到就等,等到可以拿了再拿
问题:所有哲学家都拿起一只筷子,那就都吃不到饭,就是死锁
二,解决上边的问题
解法:每个哲学家先拿左边的筷子,再拿右边的筷子,如果拿不到右边的筷子,就放弃左边的筷子,等待一段时间再试
问题:试想所有哲学家同时拿起筷子,同时放弃,再同时拿起,同时放弃。。如此就进入了另外一种死循环
三,解决上边的问题:
解法:在上边的情况下,每次等待的时间变成随机一段时间,这样基本能解决问题,例如以太网的工作方式就是这样
问题:再极少数情况下,还是会出现冲突,在一些要求较高的情况,例如核电站的安全系统,这种情况试不允许出现的
四,最终解决方法:
解法:使用多个互斥信号量,每个哲学家在想取筷子前先执行mutex,然后判断一下左右的筷子是否有人用,如果没有就拿起筷子,否则就不拿筷子
实现程序:
#define N 5
#define Left (i+N-1)%N
#define Right (i+1)%N
#define THINKING 0
#define HUNGRY 1
#define EATING 2
typedef int semaphore;
int state(N);
semapore mutex =1;
semaphore s(N);

void philosopher(int i){
 while(TRUE){
  think();
  take_forks(i);
  eat();
  put_forks(i);
 }
}
void tak_forks(int i){
 down(&mutex);
 state(i)=HUNGRY;
 test(i);
 up(&mutex);
 down(&s[i]);
}
void put_forks(int i){
 down(&mutex);
 state(i)=THINK;
 test(LEFT);
 test(RIGHT);
 up(&mutex);
}
void test(i){
 if(state(i)==HUNGRY && state(LEFT)!=EATING && state(RIGHT)!=EATING){
  state(i)=EATING;
  up(&s[i])
 }
}

posted on 2006-09-20 21:30 dreamstone 阅读(844) 评论(0)  编辑  收藏 所属分类: 基础


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