第三十二章 System V信号量（三）

n哲学家进餐问题描述有五个哲学家，他们的生活方式是交替地进行思考和进餐，n哲学家们共用一张圆桌，分别坐在周围的五张椅子上，在圆桌上有五个碗和五支筷子，n平时哲学家进行思考，饥饿时便试图取其左、右最靠近他的筷子，只有在他拿到两支筷子时才能进餐，n进餐完毕，放下筷子又继续思考。

约束条件

(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)任一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。

问题的产生

如果5个哲学家同时拿起了左边的筷子,

那么5个哲学家同时又会请求右手边的筷子,

由于每个哲学家都只有一个筷子,无法进餐,又连续的请求右手边没有的筷子,就会一直进入等待的状态(死锁)

这样5个哲学家就饿死了

在IPC进程通信中我们了解过,我们可以把五个哲学家想象成五个进程，而那五个筷子就是临界区的临界资源，

只有某个进程得到临界区的两个资源才能进行下去,否则会一直阻塞，那么就可以用一组 5个信号量表示5个筷子，每个信号量的值为0或1 表示此筷子是否被使用中

#include <unistd.h>

#include <sys/types.h>

#include <stdlib.h>

#include <stdio.h>

#include <errno.h>

#include <string.h>

#include <sys/types.h>

#include <sys/wait.h>

#include <sys/ipc.h>

#include <sys/sem.h>

union semun {

    int              val;    /* Value for SETVAL */

    struct semid_ds *buf;    /* Buffer for IPC_STAT, IPC_SET */

    unsigned short  *array;  /* Array for GETALL, SETALL */

    struct seminfo  *__buf;  /* Buffer for IPC_INFO

                                (Linux-specific) */

};

#define ERR_EXIT(m)         \

    do                      \

    {                       \

        perror(m);          \

        exit(EXIT_FAILURE); \

    } while (0)

int sem_p(int semid)

{

    struct sembuf sops = {0, -1, 0};

    int ret;

    ret = semop(semid, &sops, 1);

    if(ret == -1)

        ERR_EXIT("semop");

    return 0;

}

int sem_v(int semid)

{

    struct sembuf sops = {0, 1, 0};

    int ret;

    ret = semop(semid, &sops, 1);

    if(ret == -1)

        ERR_EXIT("semop");

    return 0;

}

#define DELAY (rand()%5 + 1)

int semid;

void wait_for_2fork(int no)

{

    int left = no;

    int right = (no+1)%5;

    struct sembuf buf[2] = {

        {left, -1, 0},

        {right, -1, 0}

    };

    semop(semid, buf, 2);

}

void free_2fork(int no)

{

    int left = no;

    int right = (no+1)%5;

    struct sembuf buf[2] = {

        {left, 1, 0},

        {right, 1, 0}

    };

    semop(semid, buf, 2);

}

void philosophere(int no)

{

    srand(getpid());

    for(;;)

    {

        printf("%d is thinking...\n", no);

        sleep(DELAY);

        printf("%d is hangry\n", no);

        wait_for_2fork(no);

        printf("%d is eating\n",no);

        free_2fork(no);

    }

}

int main(int argc, char* argv[])

{

    semid = semget(IPC_PRIVATE, 5, IPC_CREAT|0666);

    if(semid == -1)

        ERR_EXIT("semget");

    int  i;

    union semun su;

    su.val = 1;

    for(i=0; i<5; ++i)

    {

        semctl(semid, i, SETVAL, su);

    }

    int no = 0;

    pid_t pid;

    for(i=1; i<5; ++i)

    {

        pid = fork();

        if(pid == -1)

            ERR_EXIT("fork");

        if(pid == 0)

        {

            no = i;

            break;

        }

    }

    philosophere(no);

    return 0;

}

巴特西

第三十二章 System V信号量（三）

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