实验6线程及其同步—哲学家问题的线程

一、实验目的：

学习线程的编程和同步。

二、实验要求：

1、程序语法

              philosopher_th   <N> [ -t  <time> ]

N是哲学家的个数(N >= 2)。

time是哲学家进餐和沉思的持续时间值，缺省为2秒。

2、哲学家的编号为0 ~ N-1，分别用N个线程独立模拟。

3、程序的输出要简洁，例如，当编号为3的哲学家在进餐时，就打印：

              philosopher 3 is eating

而当他在沉思时，则打印：

             philosopher 3 is thinking

不要输出其他任何信息。

4、使用pthread的semaphore.h提供的信号量同步线程。

5、程序一直运行，直到人为地终止它（如按Ctrl-C或Ctrl-\）。不允许出现僵尸进程。

三、实验设计：

 该实验和实验四类似，只是用文件来定义N把叉子，其文件名可以按如下方式说明：static sem_t *forks；forks = (sem_t *)malloc( N * sizeof(sem_t))；N个哲学家可以用for循环创建N个线程，在函数philosopher_th中实现哲学家思考nsecs，然后拿起叉子，进餐nsecs后，放下叉子。在主线程中要用pthread_join()等待进程终止。

四、实验程序：

#include "apue.h"

#include<semaphore.h>

#include<pthread.h>

static sem_t *forks;

static int nsecs, N;

void* philosopher_th(void *n)

{

   int     i = (int) n;

  while(1)

   {

          if(i==N-1)//最后一个哲学家使用第N-1把叉子和第0把叉子

          {

          printf("philosopher %d isthinking\n",i);

      sleep(nsecs);

      sem_wait(&forks[0] );//sem_wait函数的作用是从信号量的值减去一个“1”

          sem_wait(&forks[i] );

      printf("philosopher %d is eating\n",i);

      sleep(nsecs);

      sem_post(&forks[0] );//sem_post函数的作用是给信号量的值加上一个“1”

          sem_post(&forks[i] );

          }

     else

         {

      printf("philosopher %d is thinking\n",i);

      sleep(nsecs);

      sem_wait(&forks[i]);

          sem_wait(&forks[i+1]);

      printf("philosopher %d is eating\n",i);

      sleep(nsecs);

      sem_post(&forks[i]);

          sem_post(&forks[i+1]);

 

         }

   }

 

 }

int

main(int argc,char *argv[])

{

 

 inti,status;

 N=atoi(argv[1]);

 forks=(sem_t *) malloc(N*sizeof(sem_t));// 分配N个信号量

 for(i=0; i<N;i++)

 sem_init(forks + i, 0, 1);   // 初始化信号量

 

 if(argc==2)

        nsecs=2;//时间缺省值

    

 elseif(argc==4&&strcmp("-t",argv[2])==0)

        nsecs=atoi(argv[3]);

 elseerr_sys("Input error");

 pthread_ttpid;

 for(i= 0; i < N; i++)

  {

 status = pthread_create(&tpid, NULL, philosopher_th, (void *) i);

  if(tpid < 0 )

          err_quit("can't creatthread:%s\n",streeror(status));

 } 

 

 pthread_join(tpid, NULL);

 exit(0);

}

五、实验结果：

程序执行过程：

  编译：gcc  philosopher_th.c  error2e.c  -ophilosopher_th  -lpthread

运行过程：输入./philosopher_th 5

   输入：./philosopher_th 5 -t 3