linux下C语言实现睡眠理法师问题
这里修改了来自http://blog.csdn.net/khwkhwkhw/article/details/49798695#cpp代码，增加了些特性#include#include#include#include#include#include#include//http://blog.csdn.net/khwkhwkhw/article/details/49798695#d
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这里修改了来自http://blog.csdn.net/khwkhwkhw/article/details/49798695#cpp代码，增加了一个特性：显示顾客的排队次序（先来的先坐到椅子上，先来先被服务）
这里发现对理发师的信号量的初始值不一定非得大于0，如果有1个理发师，也可以设置成0，只不过在顾客线程执行到sem_wait(&sem_barber);这一步时，不能继续下去而是阻塞，一定要等到理发师线程发出信号解除，在此之前顾客线程一直驻留内存。这个在实际应用中或许有影响，但是模拟程序时没有影响，照样能执行。
#include<stdio.h>
#include<stdlib.h>
#include<unistd.h>
#include<pthread.h>
#include<errno.h>
#include<semaphore.h>
#include<time.h>
//http://blog.csdn.net/khwkhwkhw/article/details/49798695
#define CHAIR 5 //椅子数
#define MAX_CUST 10 //允许来理发的顾客数
int cust_wait = 0; //当前等待的顾客数
sem_t sem_cust; //顾客信号量，阻塞理发师线程
sem_t sem_barber; //理发师信号量，阻塞顾客线程
sem_t sem_mutex; //定义互斥信号量
int chair[CHAIR]; //用来模拟顾客排队次序的椅子数据结构，用数组模拟一个先进先出队列
int chairInQueueIndex =0; //入队指针
int chairDeQueueIndex =0; //出队指针
//理发师线程
void *barber(void)
{
int i = 0; //理完发的人数
while(1)
{
sem_wait(&sem_cust); //（P操作） 如果没有顾客就睡觉
sem_wait(&sem_mutex); //（P操作）申请互斥信号量
cust_wait--; //顾客理发，等待的顾客少一个
i=chair[chairDeQueueIndex] ;
chair[chairDeQueueIndex] =0;
printf("\n--------------------------------------------我理发师在给第%d位顾客理发,他从椅子%d上起来了\n",i,chairDeQueueIndex+1);
chairDeQueueIndex = (chairDeQueueIndex+1)%CHAIR;
sem_post(&sem_mutex); //（V操作）释放互斥信号量
sleep(5); //理发时间
sem_post(&sem_barber); //（V操作）理完了，可以理下一个了
printf("--------------------------------------------我理发师给第%d位顾客理发完毕！\n",i);
}
}
//顾客线程
void *cust(void *p)
{
int flag; //理发师是否空闲的标志位
int client;
int cust_count; //当前来理发的顾客的数目
sem_wait(&sem_mutex); //（P操作）申请互斥信号
cust_count = *(int *)p;
int i;
//printf("\n******************************\n");
printf("\n第%d位顾客进来了！ **\n",cust_count);
//printf("\n我是第%d位顾客！\n",cust_count);
if( cust_wait < CHAIR ) //防止两个顾客坐同一个椅子
{
sem_getvalue(&sem_barber,&flag); //获得信号量的值保存在flag中
sem_getvalue(&sem_cust,&client);
cust_wait++; //等待的顾客多一个
chair[chairInQueueIndex]= cust_count;
printf("\n他坐到椅子%d上\n",chairInQueueIndex+1);
chairInQueueIndex = (chairInQueueIndex+1)%CHAIR;
if(cust_wait == 1 && flag == 1) //如理发师空闲且只有一个人在等待，
{
//就直接叫醒理发师
printf("理发师还在睡觉，我得去叫醒他帮我理发\n");
}
else if(cust_wait > 0) //否则在等待区等待
{
if(cust_wait == 1)
printf("此时就只有我在等待理发！\n");
else{
printf("此时我加上另外%d位顾客一共还有%d个人在等待理发！\n",cust_wait-1,cust_wait);
}
}
printf("座位上坐着的等待的顾客是（按先进先出队列模式）:");
for ( i=0; i<CHAIR; i++ )
printf ( "%d ",chair[i] );
printf ( "\n" );
sem_post(&sem_mutex); //（V操作）释放互斥信号量
sem_post(&sem_cust); //（V操作）要理发，叫醒理发师
sem_wait(&sem_barber); //（P操作）申请理发师为自己理发
sleep(1);
}
else
{
printf("没有空余的位置了!我不等了，走了算了！\n");
sem_post(&sem_mutex); //如果没有座位，释放互斥信号量
pthread_exit(0); //没有位子，顾客退出
}
pthread_exit(0); //理完发，顾客退出
}
//主函数
int main(void)
{
int k;
pthread_t Pbarber; //定义理发师线程
pthread_t Pcust[10]; //定义顾客线程
if(sem_init(&sem_cust,0,0) != 0) //初始化顾客信号量为0
{
perror("顾客信号量初始化失败:\n");
return 0;
}
if(sem_init(&sem_barber,0,1) != 0) //初始化理发师信号量为1，代表有一位理发师空闲
{
perror("理发师信号量初始化失败:\n");
return 0;
}
if(sem_init(&sem_mutex,0,1) != 0) //初始化互斥信号量
{
perror("互斥信号量初始化失败:\n");
return 0;
}
if(pthread_create(&Pbarber,NULL,(void *)barber,NULL) != 0) //创建理发师线程
{
perror("理发师有事来不了！不营业了！！！:\n");
return 0;
}
for(k = 1; k <= MAX_CUST; k++) //创建顾客线程
{
if(pthread_create(&(Pcust[k-1]),NULL,(void *)cust,&k) != 0)
{
perror("有一个预约的顾客临时有事不能来了！ \n");
exit(0);
}
srand(time(0));
sleep(rand() % 2 + 1); //1到3的随机数
}
for(k = 0; k < MAX_CUST; k++)
pthread_join(Pcust[k],NULL); //挂起主线程，等待顾客线程退出
sleep(8); //等待最后一位顾客理完发
return 0;
}
如果有2个理发师，那么代码修改如下：
#include<stdio.h>
#include<stdlib.h>
#include<unistd.h>
#include<pthread.h>
#include<errno.h>
#include<semaphore.h>
#include<time.h>
//http://blog.csdn.net/khwkhwkhw/article/details/49798695
#define CHAIR 5 //椅子数
#define MAX_CUST 10 //允许来理发的顾客数
int cust_wait = 0; //当前等待的顾客数
sem_t sem_cust; //顾客信号量，阻塞理发师线程
sem_t sem_barber; //理发师信号量，阻塞顾客线程
sem_t sem_mutex; //定义互斥信号量
int chair[CHAIR]; //用来模拟顾客排队次序的椅子数据结构，用数组模拟一个先进先出队列
int chairInQueueIndex =0; //入队指针
int chairDeQueueIndex =0; //出队指针
//理发师线程
void *barber(void *m)
{
int i = 0; //理完发的人数
int barber_count = *(int *)m;
while(1)
{
sem_wait(&sem_cust); //（P操作） 如果没有顾客就睡觉
sem_wait(&sem_mutex); //（P操作）申请互斥信号量
cust_wait--; //顾客理发，等待的顾客少一个
i=chair[chairDeQueueIndex] ;
chair[chairDeQueueIndex] =0;
printf("\n--------------------------------------------理发师%d在给第%d位顾客理发,他从椅子%d上起来了\n",barber_count,i,chairDeQueueIndex+1);
chairDeQueueIndex = (chairDeQueueIndex+1)%CHAIR;
sem_post(&sem_mutex); //（V操作）释放互斥信号量
sleep(5); //理发时间
sem_post(&sem_barber); //（V操作）理完了，可以理下一个了
printf("--------------------------------------------理发师%d给第%d位顾客理发完毕！\n",barber_count,i);
}
}
//顾客线程
void *cust(void *p)
{
int flag; //理发师是否空闲的标志位
int cust_count; //当前来理发的顾客的数目
sem_wait(&sem_mutex); //（P操作）申请互斥信号
cust_count = *(int *)p;
int i;
printf("\n第%d位顾客进来了！ **\n",cust_count);
if( cust_wait < CHAIR ) //防止两个顾客坐同一个椅子
{
sem_getvalue(&sem_barber,&flag); //获得信号量的值保存在flag中
cust_wait++; //等待的顾客多一个
chair[chairInQueueIndex]= cust_count;
printf("\n他坐到椅子%d上\n",chairInQueueIndex+1);
chairInQueueIndex = (chairInQueueIndex+1)%CHAIR;
if(cust_wait == 1 && flag == 1) //如理发师空闲且只有一个人在等待，
{
//就直接叫醒理发师
printf("理发师还在睡觉，我得去叫醒他帮我理发\n");
}
else if(cust_wait > 0) //否则在等待区等待
{
if(cust_wait == 1)
printf("此时就只有我在等待理发！\n");
else{
printf("此时我加上另外%d位顾客一共还有%d个人在等待理发！\n",cust_wait-1,cust_wait);
}
}
printf("座位上坐着的等待的顾客是（按先进先出队列模式）:");
for ( i=0; i<CHAIR; i++ )
printf ( "%d ",chair[i] );
printf ( "\n" );
sem_post(&sem_mutex); //（V操作）释放互斥信号量
sem_post(&sem_cust); //（V操作）要理发，叫醒理发师
sem_wait(&sem_barber); //（P操作）申请理发师为自己理发
sleep(1);
}
else
{
printf("没有空余的位置了!我不等了，走了算了！\n");
sem_post(&sem_mutex); //如果没有座位，释放互斥信号量
pthread_exit(0); //没有位子，顾客退出
}
pthread_exit(0); //理完发，顾客退出
}
//主函数
int main(void)
{
int k;
pthread_t Pbarber[2]; //定义理发师线程
pthread_t Pcust[10]; //定义顾客线程
if(sem_init(&sem_cust,0,0) != 0) //初始化顾客信号量为0
{
perror("顾客信号量初始化失败:\n");
return 0;
}
if(sem_init(&sem_barber,0,2) != 0) //初始化理发师信号量为2，代表有2位理发师空闲
{
perror("理发师信号量初始化失败:\n");
return 0;
}
if(sem_init(&sem_mutex,0,1) != 0) //初始化互斥信号量
{
perror("互斥信号量初始化失败:\n");
return 0;
}
for(k = 1; k <= 2; k++){
if(pthread_create(&(Pbarber[k-1]),NULL,(void *)barber,&k) != 0) //创建理发师线程
{
perror("理发师有事来不了！不营业了！！！:\n");
return 0;
}
srand(time(0));
sleep(rand() % 2 + 1); //1到3的随机数
}
for(k = 1; k <= MAX_CUST; k++) //创建顾客线程
{
if(pthread_create(&(Pcust[k-1]),NULL,(void *)cust,&k) != 0)
{
perror("有一个预约的顾客临时有事不能来了！ \n");
exit(0);
}
srand(time(0));
sleep(rand() % 2 + 1); //1到3的随机数
}
for(k = 0; k < MAX_CUST; k++)
pthread_join(Pcust[k],NULL); //挂起主线程，等待顾客线程退出
for(k = 1; k <= 2; k++)
pthread_kill(Pbarber[k-1],0); //顾客线程结束后,直接杀死所有理发师线程
return 0;
}
当然，这里还有java代码实现：
package barber;
import java.util.concurrent.Semaphore;
class Sign{
final static int CHAIRS=5; //椅子数量
static int waiting=0; //等待理发的顾客数
static Semaphore consumers=new Semaphore(0); //信号量：等候服务的顾客数
static Semaphore barber=new Semaphore(2); //信号量：等待顾客的理发师数
static Semaphore mutex=new Semaphore(1); //信号量：控制对临界区的访问
}
class Barber implements Runnable{
public void run(){
try {
while(true){
Sign.consumers.acquire(); //如果顾客数是0，则理发师睡觉
//互斥操作顾客等待waiting
Sign.mutex.acquire();
Sign.waiting--;
if( Sign.waiting == 0) {
System.out.println("-----------------------------------无人等待理发");
}
Sign.barber.release(); //一个理发师现在开始理发
Thread.sleep(10);
Sign.mutex.release();
System.out.println("------------------------------------理发师"+Thread.currentThread().getName()+"正在理发...");
}
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
}
}
class Customer implements Runnable{
public void run(){
try {
//互斥操作顾客等待waiting
Sign.mutex.acquire();
String cNo = Thread.currentThread().getName();
System.out.println("顾客"+cNo+" is comming,,Sign.waiting=" + Sign.waiting);
//如果还有椅子空余，则顾客坐在椅子上等待
if( Sign.waiting<Sign.CHAIRS){
Sign.waiting++;
Sign.consumers.release(); //顾客理
Sign.mutex.release();
Sign.barber.acquire(); //如果理发师数量为0，则顾客等待
System.out.println("顾客 "+ cNo+" 正在被理发...");
Thread.sleep(10);
System.out.println("顾客 "+ cNo+" 理发结束，离开...");
}else{
Sign.mutex.release(); //理发店满人，顾客走人
System.out.println("顾客 "+ cNo+" 人太多，直接leave out...");
}
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
}
}
public class Test {
public static void main(String[] args){
new Thread(new Barber()).start();
new Thread(new Barber()).start();
new Thread(new Customer()).start();
new Thread(new Customer()).start();
new Thread(new Customer()).start();
new Thread(new Customer()).start();
new Thread(new Customer()).start();
new Thread(new Customer()).start();
new Thread(new Customer()).start();
new Thread(new Customer()).start();
new Thread(new Customer()).start();
}
}
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