操作系统哲学家问题实验报告

云南农业大学基础与信息学院操作系统实验报告 一、调试验证“有限缓冲”经典同步问题 二、利用Java同步解决“哲学家进餐”问题

实验报告三

实验名称:一、调试验证“有限缓冲”经典同步问题

二、利用Java同步解决“哲学家进餐”问题

日期：2015-11-5 班级：13级计科学号:姓名：

一、实验目的

1.了解信号量的使用

2.掌握正确使用同步机制的方法

3.实现生产者消费者进程的互斥与同步

4.实现java同步解决“哲学家进餐”问题

二、实验内容

1.调试验证“有限缓冲”经典同步问题

2.利用Java同步解决“哲学家进餐”问题

三、项目要求与分析

1.“有限缓冲”经典同步问题

（1）问题描述

有一群生产者进程在生产产品，此产品提供给消费者去消费。为使生产者和消费者进程能并发执行，在它们之间设置一个具有n个缓冲池，生产者进程

可将它所生产的产品放入一个缓冲池中，消费者进程可从一个缓冲区取得一个

产品消费。

（2）问题分析

设两个同步信号量:一个说明空缓冲区的数目，用empty表示，初值为有界缓冲区的大小N，另一个说明已用缓冲区的数目，用full表示，初值为0。

由于在执行生产活动和消费活动中要对有界缓冲区进行操作。有界缓冲区是

一个临界资源，必须互斥使用，所以另外还需要设置一个互斥信号量mutex，

其初值为1。

2.“哲学家进餐”问题

（1）问题描述

假如所有的哲学家都同时拿起左侧筷子，看到右侧筷子不可用，又都放下左侧筷子，等一会儿，又同时拿起左侧筷子，如此这般，永远重复。对于这种

情况，即所有的程序都在无限制地运行，但是都无法得到任何进展，即出现饿

死，所有的哲学家都吃不上饭。

规定在拿起左侧的筷子后，先检查右面的筷子是否可用。如果不可用，则放下左侧的筷子，等一段时间后再重复整个过程。

（2）问题分析

当出现以下情形，在某一瞬间，所有的哲学家都同时启用这个算法，拿起左侧的筷子，而看到右侧筷子都不可用，又都放下左侧筷子，等一会儿，又同

时拿起左侧筷子……如此永远重复下去。对于这种情况，所有的程序都在运行，

但却都无法取得进展，即出现饿死，所有的哲学家都吃不上饭。

解决死锁问题：为了避免死锁，把哲学家分为三种状态：思考，饥饿（等待），进食，并且一次拿起两只筷子，否则不拿。

四、具体实现

1.“有限缓冲”经典同步问题。

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