作業系統實驗報告

實驗名稱：哲學家就餐問題

班級：通訊1202班

學號：u201213584

姓名：趙越

指導老師：許毅平

一、實驗目的

1.熟練使用vc++6.0編譯環境，除錯並正確執行程式，更加熟練地利用c語言解決問題

2.了解哲學家就餐的基本原理，掌握死鎖的必要條件。

3.理解源程式中產生和防止的演算法，及相關視窗操作。

二、實驗原理

1. 問題描述：

有五個哲學家圍坐在一圓桌旁，桌**有一盤通心粉，每人面前有乙隻空盤子，每兩人

之間放乙隻筷子每個哲學家的行為是思考，感到飢餓，然後吃通心粉.為了吃通心粉，每

個哲學家必須拿到兩隻筷子，並且每個人只能直接從自己的左邊或右邊去取筷子。

2．分析問題：

假如所有的哲學家都同時拿起左側筷子，看到右側筷子不可用，又都放下左側筷子，等一會兒，又同時拿起左側筷子，如此這般，永遠重複。對於這種情況，即所有的程式都在無限期地執行，但是都無法取得任何進展，即出現飢餓，所有哲學家都吃不上飯。

規定在拿到左側的筷子後，先檢查右面的筷子是否可用。如果不可用，則先放下左側筷子，等一段時間再重複整個過程。

分析：當出現以下情形，在某乙個瞬間，所有的哲學家都同時啟動這個演算法，拿起左側的筷子，而看到右側筷子不可用，又都放下左側筷子，等一會兒，又同時拿起左側筷子……如此這樣永遠重複下去。對於這種情況，所有的程式都在執行，但卻無法取得進展，即出現飢餓，所有的哲學家都吃不上飯。

解決死鎖問題:為了避免死鎖，把哲學家分為三種狀態，思考，飢餓，進食，並且一次拿到兩隻筷子，否則不拿.。

僅當乙個哲學家左右兩邊筷子都可用時，才允許他拿筷子。這樣要麼一次占有兩隻筷子在吃麵，然後釋放所有資源；要麼不占用資源。這樣就不會導致死鎖了。

由以上的分析可以得出以下結論：

（1）、防止死鎖發生的分配方式：

僅當乙個哲學家左右兩邊的筷子都可用時，才允許他拿筷子。這樣要麼一次占有兩隻筷子（所有執行緒需要的資源）進行下一步的吃通心粉，然後釋放所有的資源；要麼不占用資源，這樣就不可能產生死鎖了。

（2）、產生死鎖的分配方式：

當筷子（資源）可用時，先分配左邊的筷子，等待一會後再分配右邊的筷子，由於這個過程中，左邊的筷子一直沒有釋放，就有可能產生死鎖了。

三、實驗過程

實驗的偽**如下所示：

1.不發生死鎖的方式（要麼一下占用兩支筷子，要麼不占用）

var mutexleftchopstick,mutexrightchopstick;

beging:

resting;

waiting;

p(mutexleftchopstick);

p(mutexrightchopstick);

getresource(leftchopstick,rightchopstick);

eating;

v(mutexleftchopstick);

v(mutexrightchopstick);

end2.發生死鎖的方式（一旦可以占用筷子，就馬上占用）

var mutexleftchopstick,mutexrightchopstick;

beging:

resting;

waiting;

p(mutexleftchopstick);

getresource(leftchopstick);

p(mutexrightchopstick);

getresource(rightchopstick);

eating;

v(mutexleftchopstick);

v(mutexrightchopstick);

end與之前分析的一樣，當兩隻筷子都沒被占用時才去獲取筷子，這樣就打破了死鎖的必要條件，即不發生死鎖；而當有筷子即占用，看似效率很高，但因為資源有限，且不可搶占，很容易發生死鎖。

以下即為該實驗的完整源**：

#define win32_lean_and_mean

#include

#include "dining.h"

hinstance hinstapplication instance handle

hwnd hwndmainmain window handle

hbitmap hbmpoffscreen;

lresult callback wndproc(hwnd, uint, wparam, lparam);

void renderoffscreen(hdc hdestdc);

bool bwaitmultiple;

bool bfastfood;

extern int gdinerstate;

extern int gchopstickstate;

extern handle gchopstick[philosophers]; // 1 chopstick between each philopher and his neighbor

/* routine: wndproc

/* purpose: processes messages

lresult callback wndproc(hwnd hwnd, uint message,

wparam wparam, lparam lparam)

return (0);

}bool createoffscreen()

void renderoffscreen(hdc hdestdc)

{ hdc hdchdestdc; // createcompatibledc(hwndmain);

int err=getlasterror();

hbitmap holdbitmap = selectobject(hdc, hbmpoffscreen);

rect rect;

hpen hpen;

double dx, dy, px, py, angrad, ddeltaang;

int pos, p1;

long centerx, centery;

hpen = selectobject(hdc, createpen(ps_solid, 3, 0l));

getclientrect(hwndmain, &rect);

/* draw the table */

centerx = (rect.right - rect.left)/2;

centery = (rect.bottom -

ellipse(hdc, centerx - 100, centery - 100, centerx + 100, centery + 100);

/* draw the chopsticks */

ddeltaang = 360 / philosophers; //筷子間的角度差

for (pos = 0; pos < philosophers; pos++) //fixit

{draw the chopsticks */

angrad = (pos * ddeltaang)/57.29577951; //轉化為弧度

dx = centerx + (sin(angrad)*60);

dy = centery - (cos(angrad)*60);

movetoex(hdc, (int)dx, (int)dy, null);

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