精选资料，欢迎下载
精选资料，欢迎下载
1、 实验目的：
（1） 、掌握基本的同步互斥算法，理解哲学家就餐模型。
（2） 、了解windows 2000/XP中多线程的并发执行机制，线程间的同步和互斥。
（3） 、学习使用windows 2000/XP中基本的同步对象，掌握相应的 API。
2、 实验要求
有五个哲学家共用一张放有五把椅子的餐桌， 每人坐在一把椅子上，桌子上
有五个碗和五只筷子，每人两边各放一只筷子。哲学家们是交替思考和进餐，饥 饿时便试图取其左右最靠近他的筷子。条件： （1）、只有拿到两只筷子时，哲学
家才能吃饭。（2）、如果筷子已被别人拿走，则必须等别人吃完之后才能拿到筷 子。（3）、任意一个哲学家在自己未拿到两只筷子吃饭前，不会放下手中拿到的 筷子。
3、 实验环境
硬件：CPU : AMD QL64内存：2GB显卡：ATI 4570硬盘：日立250G
软件：Windows 2000/XP。开发工具：VC++6.0
4、 实验内容
1）实现原理
1、 利用记录型信号量解决哲学家进餐问题；
2、 临界区互斥编程原理。
2 ）程序结构（流程图）
图1.主程序模块流程图
图2.状态改变模块流程图
图4返回餐具状态模块流程图
数据结构
、定义一个哲学家类，包含两个私有对象和四个公有对象。
、定义函数：
Numbe对象：哲学家的编号；
Status对象：保存当前该哲学家的状态，0表示等待，1表示吃饭，2表示思 考;
Philosopher? nt num)方法：哲学家类构造函数，参数 num表示哲学家编号；
fin d() const 方法：返回该哲学家编号；
get in fo() const 方法：返回哲学家当前状态；
Cha nge()方法：根据题目要求改变哲学家的状态(等待 -> 进餐-> 思考)
另外，程序中包含一个公有对象，bool类型数组tools[6]，用来保存6把餐 具当前状态：true表示该餐具当前空闲，false表示该餐具当前正被使用。
程序中还包含两个公有函数：print和toolstatus 。Print用来返回一个哲学 家的状态，toolstatus 用来返回一个餐具的状态。
实现步骤
1)打开VC，选择菜单项File->New，选择Projects 选项卡并建立一个名为 xwj 的wi n32 con sole applicatio n 工程，创建时注意指定创建该工程的目录；
(2 )在工程中创建源文件 xwj.cpp :选择菜单项 Project->Add to project->Files, 此时将打开一个新窗口，在其中的“文件名”输入栏中输入自
己想要创建的文件名，这里是xwj.cpp；接着询问是否创建新文件时回答“yes”。
通过Workspace->Source Files 打开该文件，在其中编辑源文件并保存；
通过调用菜单项Build->Rebuild all进行编译连接，可以在指定的工程目 录下得至U debug->xwj.exe程序。
5、实验测试及分析:
■ I H:\xwj\De b u g\Kwj. exe闲当前状态誓待输入n进入死锁；
■ I H:\xwj\De b u g\Kwj. exe
闲
当前状态誓待
输入n进入死锁；输入其他，结束程序：呼
输入
1就餐
粵等待
图5.测试结果1
图6.测试结果2
图7.测试结果3
图8.测试结果4
5、结果分析：
、程序分为四大模块，一步步解决了哲学家状态及状态改变的问题， 筷子的 “闲”、“用”问题；
、实现了哲学家等待、吃饭、思考三个过程的转换循环，并且避免了死锁问 题；
、让临界资源得到了充分的利用。
6实验心得体会
、这次实验加强了我上网查数检索问题的能力；
、这次实验让我学会分模块解决问题，怎样运用互斥锁对临界资源进行管理；
、这次实验，发现自己在编程上及一些函数的认识仍存在较大的问题， 以后 应该多多实践，提高自己的反应速度，加强逻辑思维能力。
附录：源代码
#in elude <win dows.h>
#in elude <time.h>
#in elude <stri ng>
#in elude <iostream>
#in elude <assert.h>
using n amespaee std;
bool tools[5]; // 全局变量，用餐工具
CRITICAL_SECTION es; //信号量,在线程中使用，临界区 elass Philosopher
{
private:
int nu mber;
int status; /* 标记当前哲学家的状态,0表示正在等待
(即处于饥饿状态),1表示得到两支筷子正在吃饭,2表示正在思考*/
publie:
Philosopher? nt num=0): status(2), nu mber( num) { } const int fin d()
{
return nu mber;
}
const int geti nfo()
{ return status; }
void Cha nge() ; // 状态改变函数
void dead_loek();
}; _
/////////
void Philosopher::dead_loek()
{ _
En terCritiealSeetion (&es) ; // 进入临界区
stri ng s;
if(status==1)
tools[number%5]=true;
// tools[(number-1)%5]=true;
status=2;
}
else if(status==2)
{
status=0;
//tools[(number-1)%5]=false;
//tools[(number-1)%5]=true;
}
else if(status==0)
{
tools[number%5]=false; tools[(number-1)%5]=false; status=1;
}
LeaveCriticalSection (&cs) ;
r/ ^? ■*““"*********"?
}
/////////
void Philosopher::Change()
{
EnterCriticalSection (&cs) ; // 进入临界区 if(status==1) // 正在进餐
{
tools[number%5]=true; // 放下左手工具 tools[(number-1)%5]=true; // 放下右手工具 status=2; // 改变状态为思考
}
else if(status==2) // 思考中
{
status=0; // 改变状态为等待
}
else if(status==0) // 等待中
左右手两边工具均为{ if(tools[number%5]&&tools[(number-1)%5]) // 空闲状态
左右手两边工具均为
{
tools[number%5]=false; // 拿起左手工具 tools[(number-1)%5]=false; // 拿起右手工具 status=1;
}
}
LeaveCriticalSection (&cs) ;
}
string print(Philosopher *pA)
{
//pA->Change();
int i=pA->getinfo(); string str;
if(i==0) str=" 等待 ";
else if(i==1)
str=" 就餐 ";
else str=" 思考 ";
return str;
}
string toolstatus(bool a)
{
string state; if(a==true) state=" 闲 ";
if(a==false)
state=" 用 ";
return state;
}
int main()
{
char con='y'; // 判断是否继续
// con = 'n';
for(int i=0;i<5;i++)
tools[i]=true; // 筷子都未使用，初始化
Philosopher P1(1),P2(2),P3(3),P4(4),P5(5);
InitializeCriticalSection (&cs) ; // 初始化初始化临界区
cout<<"
状态
说明示意图：
"<<endl;
cout<<"
"<<" 哲学家
1 号的状态 "<<" "<<endl;
cout<<"
筷子 0 的状态 "<<"
"<<"
筷子 1 的状态 "<<endl;
cout<<"
哲学家 5 号的状态 "<<"
"<<"
哲学家 2 号的状态
"<<endl;
cout<<"
筷子 4 的状态 "<<"
"<<"
筷子 2 的状态 "<<endl;
cout<<"
哲学家 4 号的状态 "<<"
"<<"
哲学家 3 号的状态 "<<endl;
cout<<"
"<<" 筷子
3 的状态 "
<<endl;
//cout<<" "<<" 哲学家 3 号的状态 "<<" "<<endl; cout<<" 筷子的状态，用表示使用中，闲表示空闲中。
"<<endl;
cout<<"
"<<endl;
//cout<<" 哲学家们开始生活： "<<endl;
//cout<<" 当前状态： "; cout<<endl;
//cin>>con; while(con=='y') {
P1.Change(); P2.Change(); P3.Change(); P4.Change(); P5.Change();
cout<<" 当前状态为： "<<endl;
cout<<" "<<P1.find()<<print(&P1)<<" "<<endl;
cout<<" "<<toolstatus(tools[0])<<"
"<<toolstatus(tools[1])<<endl;
cout<<" "<<P5.find()<<print(&P5)<<"
"<<P2.find()<<print(&P2)<<endl;
cout<<" "<<toolstatus(tools[4])<<"
"<<toolstatus(tools[2])<<endl;
cout<<" "<<P4.find()<<print(&P4)<<"
"<<P3.find()<<print(&P3)<<endl;
cout<<" "<<toolstatus(tools[3])<<endl;
cout<<" "<<endl;
cout<<" 若要继续下一状态，输入 y；输入 n 进入死锁；输入其他，结束程 序：";
cin>>con;
Sleep(20);
} while(con=='n') {
P1.dead_lock();
P2.dead_lock(); P3.dead_lock(); P4.dead_lock(); P5.dead_lock();
cout<<" 死锁情况 "<<endl;
cout<<" "<<P1.find()<<print(&P1)<<" "<<endl;
cout<<" "<<toolstatus(tools[0])<<"
"<<toolstatus(tools[1])<<endl;
cout<<" "<<P5.find()<<print(&P5)<<"
"<<P2.find()<<print(&P2)<<endl;
cout<<" "<<toolstatus(tools[4])<<"
"<<toolstatus(tools[2])<<endl;
cout<<" "<<P4.find()<<print(&P4)<<"
"<<P3.find()<<print(&P3)<<endl;
cout<<" "<<toolstatus(tools[3])<<endl; cout<<" "<<endl;
cout<<" 输入 n 继续；输入其他，结束程序：
cin>>con;
Sleep(20);
退出资源区}
退出资源区
DeleteCriticalSection (&cs) ; // return 0;
}
Welcome !!!
欢迎您的下载,