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信号量同步实验报告（哲学家进餐问题避免死锁的三种方法）

操作系统

需积分: 50 43 下载量 31 浏览量 2019-04-15 16:47:36 上传评论 7 收藏 258KB DOC 举报

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操作系统初学，关于信号量同步的实验报告，用三种方法避免哲学家进餐问题死锁，a:and信号量，b:控制进餐人数，c设置条件

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实验二进程同步

一、实验目的：

掌握基本的同步算法，理解经典进程同步问题的本质；学习使用 Linux 的进程同步机

制，掌握相关 API 的使用方法；能利用信号量机制，采用多种同步算法实现不会发生死锁

的哲学家进餐程序。

二、实验平台：

虚拟机：VMware® Workstation 14 Pro 14.1.1

操作系统：Ubuntu

系统版本：Deepin 15.7

内核版本：4.15.0-29deepin-generic

编辑器： Vim 8.0.1766

编译器：Gcc 7.3.0

三、实验内容：

（1）以哲学家进餐模型为依据，在 Linux 控制台环境下创建 5 个进程，用 semget 函数

创建一个信号量集（5 个信号量，初值为 1），模拟哲学家的思考和进餐行为：每一位哲学

家饥饿时，先拿起左手筷子，再拿起右手筷子；筷子是临界资源，为每一支筷子定义 1 个

互斥信号量；想拿到筷子需要先对信号量做 P 操作，使用完释放筷子对信号量做 V 操作。

伪代码描述：

semaphore chopstick[5]={1,1,1,1,1};

第 i 位哲学家的活动可描述为：

do{

printf("%d is thinking",i);

printf("%d is hungry",i);

wait(chopstick［i］); //拿左筷子

wait(chopstick［(i+1) % 5］); //拿右筷子

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

signal(chopstick［i］); //放左筷子

signal(chopstick［(i+1) % 5］); //放右筷子

…

}while[true];

运行该组进程，观察进程是否能一直运行下去，若停滞则发生了什么现象？并分析原

因。

代码：

#include <stdio.h>

#include <stdlib.h>

#include <string.h>

#include <stdint.h>

#include <stdbool.h>

#include <errno.h>

#include <unistd.h>

#include <sys/types.h>

#include <sys/stat.h>

#include <sys/ipc.h>

#include <sys/sem.h>

#include <sys/wait.h>

#ifdef _SEM_SEMUN_UNDEFINED

union semun

{

int val;

struct semid_ds *buf;

unsigned short *array;

struct seminfo *__buf;

};

#endif

#define ERR_EXIT(m) \

do { \

perror(m); \

exit(EXIT_FAILURE); \

} while(0)

int wait_1chopstick(int no,int semid)

{

struct sembuf sb = {no,-1,0};

int ret;

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

if(ret < 0) {

ERR_EXIT("semop");

}

return ret;

}

int free_1chopstick(int no,int semid)

{

struct sembuf sb = {no,1,0};

int ret;

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

if(ret < 0) {

ERR_EXIT("semop");

}

return ret;

}

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

void wait_for_2chopstick(int no,int semid)

{

int left = no;

int right = (no + 1) % 5;

struct sembuf buf[2] = {

{left,-1,0},

{right,-1,0}

};

semop(semid,buf,2);

}

void free_2chopstick(int no,int semid)

{

int left = no;

int right = (no + 1) % 5;

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