实验一一、实验名称：哲学家就餐问题的实现二、实验学时：2三、实验内容和目的：实验目的：实现哲学家就餐问题，要求不能出现死锁。
通过本实验熟悉Linux系统的基本环境，了解Linux下进程和线程的实现。
实验内容：在Unix系统下实现教材2.4.2节中所描述的哲学家就餐问题。
要求显示出每个哲学家的工作状态，如吃饭，思考。
连续运行30次以上都未出现死锁现象。
四、实验原理：由Dijkstra提出并解决的哲学家进餐问题(The Dinning Philosophers Problem)是典型的同步问题。
该问题是描述有五个哲学家共用一张圆桌，分别坐在周围的五张椅子上，在圆桌上有五个碗和五只筷子，他们的生活方式是交替地进行思考和进餐。
平时，一个哲学家进行思考，饥饿时便试图取用其左右最靠近他的筷子，只有在他拿到两只筷子时才能进餐。
进餐完毕，放下筷子继续思考。
五、实验器材（设备、元器件）（1）学生每人一台PC，安装WindowsXP/2000操作系统。
（2）局域网络环境。
（3）个人PC安装VMware虚拟机和Ubuntu系统。
六、实验内容：（一）熟悉Ubuntu系统下的多线程编程。
（二）实现哲学家就餐问题1. 算法思想规定奇数号哲学家先拿他左边的筷子，然后再去拿右边的筷子，而偶数号哲学家则相反。
按此规定，将是1、2号哲学家竞争1号筷子；3、4号哲学家竞争3号筷子。
即五位哲学家都生竞争奇数号筷子，获得后，再去竞争偶数号筷子，最后总会有一位哲学家能获得两只筷子而进餐。
2. 流程图3. 程序代码（重要代码请注释）#include <stdio.h>#include <pthread.h>#include <semaphore.h>#include <stdlib.h>#include <string.h>#define NOC 5 //number of chopstic#define NOP 5 //number of philosophersem_t chopstic[NOC]; //semaphoreint flag[5]; //philosopher's statusvoid *eat(int i){int position;int temp = 0;int j = (i+1)%NOC;position = i%2;while(1){if(position == 0){ //odd take left firstsem_wait(&chopstic[i]);printf("philosopher%d get %d\n", i, i);sem_wait(&chopstic[j]);printf("philosopher%d get %d\n", i, j);flag[i] = 1; //philosopher is eatingprintf("waitting:"); //print others' statuswhile(temp < 5){if(!flag[temp])printf("philosopher%d\t", temp);temp++;}temp = 0;printf("\n");printf("eating:");// print others' statuswhile(temp < 5){if(flag[temp])printf("philosopher%d\t", temp);temp++;}printf("\n\n");temp = 0;//printf("\nphilosopher%d is eating\n\n", i); sleep(2);flag[i] = 0;printf("philosopher%d put %d\n", i, i); sem_post(&chopstic[i]);printf("philosopher%d put %d\n", i, j); sem_post(&chopstic[j]);}else{ //even take right firstsem_wait(&chopstic[j]);printf("philosopher%d get %d\n", i, j);sem_wait(&chopstic[i]);printf("philosopher%d get %d\n", i, i);flag[i] = 1;printf("waitting:");while(temp < 5){if(!flag[temp])printf("philosopher%d\t", temp);temp++;}temp = 0;printf("\n");printf("eating:");while(temp < 5){if(flag[temp])printf("philosopher%d\t", temp);temp++;printf("\n\n");temp = 0;//printf("\nphilosopher%d is eating\n\n", i);sleep(2);flag[i] = 0;printf("philosopher%d put %d\n", i, j);sem_post(&chopstic[j]);printf("philosopher%d put %d\n", i, i);sem_post(&chopstic[i]);}}}int main(void){int i = 0;int error;pthread_t philosopher[NOP];//init semwhile(i < 5){flag[i] = 0;sem_init(&chopstic[i], 0, 1);i++;}i = 0;//create threadwhile(i < 5){error = pthread_create(&philosopher[i], NULL, (void *)eat, (void *)i);if(error){printf("error:create thread failed!!\n");exit(0);}i++;}//destroy threadwhile(i < 5){pthread_join(philosopher[i], NULL);i++;}i = 0;//destroy semwhile(i < 5){sem_destroy(&chopstic[i]);i++;}return 0;}七、实验及结果分析：运行结果：udbwxfso@ubuntu:~/Desktop/sy2$ gcc gphilosopher.c -pthread udbwxfso@ubuntu:~/Desktop/sy2$ ./a.outphilosopher4 get 4philosopher4 get 0waitting:philosopher0 philosopher1 philosopher2 philosopher3 eating:philosopher4philosopher2 get 2philosopher2 get 3waitting:philosopher0 philosopher1 philosopher3eating:philosopher2 philosopher4philosopher4 put 4philosopher4 put 0philosopher4 get 4philosopher4 get 0waitting:philosopher0 philosopher1 philosopher3eating:philosopher2 philosopher4philosopher2 put 2philosopher2 put 3philosopher2 get 2philosopher2 get 3waitting:philosopher0 philosopher1 philosopher3eating:philosopher2 philosopher4philosopher4 put 4philosopher3 get 4philosopher4 put 0philosopher0 get 0philosopher0 get 1waitting:philosopher1 philosopher3 philosopher4eating:philosopher0 philosopher2philosopher2 put 2philosopher2 put 3philosopher2 get 2philosopher2 get 3waitting:philosopher1 philosopher3 philosopher4eating:philosopher0 philosopher2philosopher2 put 2philosopher2 put 3philosopher2 get 2philosopher2 get 3waitting:philosopher1 philosopher3 philosopher4eating:philosopher0 philosopher2经分析可知，放在桌子上的筷子是临界资源，在一段时间内只允许一位哲学家使用，为了实现对筷子的互斥使用，用一个信号量表示一只筷子，由这五个信号量组成信号量数组。
若哲学家饥饿时总是先拿其左边的筷子，成功后，再去拿右边的筷子，容易造成死锁。
当规定奇数号哲学家先拿起右边筷子，然后再去拿左边筷子，而偶数号哲学家则相反后，死锁现象得到了解决。
八、实验结论、心得体会和改进建议：通过这次操作系统的实验，我了解到了进程的创建及进行，明白了死锁产生的原因和一些解决的办法，这让我深刻的体会到操作系统的知识作用。
而且此次实验还培养了我综合运用知识的能力，结合了C语言的知识来解决这个问题。