操作系统哲学家问题实验报告分析.doc

PAGE9 / NUMPAGES9 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： 实验目的 了解信号量的使用 掌握正确使用同步机制的方法 实现生产者消费者进程的互斥与同步 实现java同步解决“哲学家进餐”问题 实验内容 调试验证“有限缓冲”经典同步问题 利用Java同步解决“哲学家进餐”问题 项目要求与分析 “有限缓冲”经典同步问题 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。 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。 “哲学家进餐”问题 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。 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。 具体实现 1.“有限缓冲”经典同步问题。 具体实现代码 //缓冲区实现 public class BoundeBuffer implements Buffer { private static final int BUFFER_SIZE=5; private Object[] buffer; private int in,out; private Semaphore mutex; private Semaphore empty; private Semaphore full; public BoundeBuffer() { in=0; out=0; buffer=new Object[BUFFER_SIZE]; mutex=new Semaphore(1); empty=new Semaphore(BUFFER_SIZE); full=new Semaphore(0); } public void insert(Object item) { try { empty.acquire(); mutex.acquire(); buffer[in]=item; in=(in+1)%BUFFER_SIZE; mutex.release(); full.release(); }catch(InterruptedException e) {e.printStackTrace();} } public Object remove() { try { full.acquire(); mutex.acquire(); } catch (InterruptedException e) { e.printStackTrace(); } Object item=buffer[out]; out=(out+1)%BUFFER_SIZE; mutex.release(); empty.release(); return item; } //生产者实现 public class Producer implements Runnable { private Buffer buffer; public Producer(Buffer buffer) { this.buffer=buffer; } public void run() { Date message; whi