1、GDOU-B-11-112廣東海洋大學學生實驗報告書（學生用表）實驗名稱課程名稱計算機操作系統學院（系）數學與計算機學院專業班級學生姓名學號實驗地點實驗日期實驗哲學家就餐問題1.1.1服務生解法一個簡單的解法是引入一個餐廳服務生，哲學家必須經過他的允許才能拿起餐叉。因為服務生知道哪只餐叉正在使用，所以他能夠作出判斷避免死鎖。為了演示這種解法，假設哲學家依次標號為A至E。如果A和C在吃東西，則有四只餐叉在使用中。B坐在A和C之間，所以兩只餐叉都無法使用，而D和E之間有一只空余的餐叉。假設這時D想要吃東西。如果他拿起了第五只餐叉，就有可能發生死鎖。相反，如果他征求服務生同意，服務生會讓他等待。這樣

2、，我們就能保證下次當兩把餐叉空余出來時，一定有一位哲學家可以成功的得到一對餐叉，從而避免了死鎖。1.1.2資源分級解法另一個簡單的解法是為資源（這里是餐叉）分配一個偏序或者分級的關系，并約定所有資源都按照這種順序獲取，按相反順序釋放，而且保證不會有兩個無關資源同時被同一項工作所需要。在哲學家就餐問題中，資源（餐叉）按照某種規則編號為1至5，每一個工作單元（哲學家）總是先拿起左右兩邊編號較低的餐叉，再拿編號較高的。用完餐叉后，他總是先放下編號較高的餐叉，再放下編號較低的。在這種情況下，當四位哲學家同時拿起他們手邊編號較低的餐叉時，只有編號最高的餐叉留在桌上，從而第五位哲學家就不能使用任何一只餐叉

3、了。而且，只有一位哲學家能使用最高編號的餐叉，所以他能使用兩只餐叉用餐。當他吃完后，他會先放下編號最高的餐叉，再放下編號較低的餐叉，從而讓另一位哲學家拿起后邊的這只開始吃東西。盡管資源分級能避免死鎖，但這種策略并不總是實用的，特別是當所需資源的列表并不是事先知道的時候。例如，假設一個工作單元拿著資源3和5，并決定需要資源2，則必須先要釋放5，之后釋放3，才能得到2，之后必須重新按順序獲取3和5。對需要訪問大量數據庫記錄的計算機程序來說，如果需要先釋放高編號的記錄才能訪問新的記錄，那么運行效率就不會高，因此這種方法在這里并不實用。這種方法經常是實際計算機科學問題中最實用的解法，通過為分級鎖指定常

4、量，強制獲得鎖的順序，就可以解決這個問題。1.1.3Chandy/Misra解法1984年，K.ManiChandy和J.Misra提出了哲學家就餐問題的另一個解法，允許任意的用戶（編號P1,.,Pn）爭用任意數量的資源。與迪科斯徹的解法不同的是，這里編號可以是任意的。干凈1.對每一對競爭一個資源的哲學家，新拿一個餐叉，給編號較低的哲學家。每只餐叉都是的”或者臟的”最初，所有的餐叉都是臟的。2當一位哲學家要使用資源（也就是要吃東西）時，他必須從與他競爭的鄰居那里得到。對每只他當前沒有的餐叉，他都發送一個請求。3當擁有餐叉的哲學家收到請求時，如果餐叉是干凈的，那么他繼續留著，否則就擦干凈并交出餐

5、叉。4當某個哲學家吃東西后，他的餐叉就變臟了。如果另一個哲學家之前請求過其中的餐叉，那他就擦干凈并交出餐叉。這個解法允許很大的并行性，適用于任意大的問題。詳細實現代碼如下：packagesync2;/*表示筷子的類*/publicclassChopstickpublicChopstick()publicChopstick(intid)this.id=id;publicbooleanisAvailable()returnavailable;publicvoidsetAvailable(booleanavailablethis.available=available;publicintgetld(

6、)returnid;publicvoidsetId(intid)this.id=id;OverridepublicStringtoString()return筷子+id;表示筷子是否可用*/privatevolatilebooleanavailable=true;privateintid;packagesync2;publicclassChopstickArraypublicChopstickArray()publicChopstickArray(intsize)chopsticks=newChopsticksize;for(inti=0;ichopsticksength;+i)chopsti

7、cksi=newChopstick(i);publicChopstickgetld(intid)returnchopsticksid;publicChopstickgetLast(intid)if(id=0)returnchopstickschopsticksength-1;elsereturnchopsticksid-1;privateChopstickchopsticks;packagesync2;importjava.util.Random;importjavax.swing.JTextArea;publicclassPhilosopherimplementsRunnablepublic

8、Philosopher()publicPhilosopher(intid,ChopstickArraychopstickArray,JTextAreathinkingTextArea,JTextAreaeatingtextArea,JTextAreawaitingTextArea)this.id=id;this.chopstickArray=chopstickArray;this.thinkingTextArea=thinkingTextArea;this.eatingTextArea=eatingtextArea;this.waitingTextArea=waitingTextArea;pu

9、blicsynchronizedvoidthinking()if(state)/如果在思考,說明這個哲學家兩面的筷子沒用chopstickArray.getId(id).setAvailable(true);chopstickArray.getLast(id).setAvailable(true);Stringtext=thinkingTextArea.getText();thinkingTextArea.setText(text+this+在思考n);tryThread.sleep(IOOO);catch(Exceptione)e.printStackTrace();state=false;

10、publicsynchronizedvoideating()if(!state)/在思考if(chopstickArray.getld(id).isAvailable()/如果哲學家右手邊的筷子可用if(chopstickArray.getLast(id).isAvailable()/如果左手邊的筷子也可用/然后將這個能吃飯的哲學家兩側的筷子都設置為不可用chopstickArray.getId(id).setAvailable(false);chopstickArray.getLast(id).setAvailable(false);Stringtext=eatingTextArea.get

11、Text();eatingTextArea.setText(text+this+在吃飯n);tryThread.sleep(1000);catch(Exceptione)e.printStackTrace();else/右手邊的筷子可用，但是左手邊的不可用Stringstr=waitingTextArea.getText();waitingTextArea.setText(str+this+在等待+chopstickArray.getLast(id)+n);trywait(newRandom().nextlnt(100);catch(Exceptione)e.printStackTrace()

12、;else/如果哲學家右手邊的筷子不可用則等待Stringstr=waitingTextArea.getText();waitingTextArea.setText(str+this+在等待+chopstickArray.getId(id)+n);trywait(newRandom().nextInt(100);catch(Exceptione)e.printStackTrace();state=true;Overridepublicvoidrun()for(inti=0;i10;+i)thinking。；eating();OverridepublicStringtoString()retur

13、n哲學家+id;privateintid;privatebooleanstate;ChopstickArraychopstickArray;JTextAreathinkingTextArea;JTextAreaeatingTextArea;JTextAreawaitingTextArea;packagesync2;importjava.awt.FlowLayout;importjava.awt.GridLayout;importjava.awt.event.ActionEvent;importjava.awt.event.ActionListener;importjavax.swing.JBu

14、tton;importjavax.swing.JFrame;importjavax.swing.JLabel;importjavax.swing.JPanel;importjavax.swing.JScrollPane;importjavax.swing.JTextArea;publicclassDiningPhilosophersFrameextendsJFramepublicDiningPhilosophersFrame()panel2.setLayout(newGridLayout(2,2,3,3);panel2.add(label2);panel2.add(label3);panel2

15、.add(label4);JScrollPanejs1=newJScrollPane(thinkingTextArea,JScrollPane.VERTICAL_SCROLLBAR_ALWAYS,JScrollPane.HORIZONTAL_SCROLLBAR_ALWAYS);JScrollPanejs2=newJScrollPane(eatingTextArea,JScrollPane.VERTICAL_SCROLLBAR_ALWAYS,JScrollPane.HORIZONTAL_SCROLLBAR_ALWAYS);JScrollPanejs3=newJScrollPane(waiting

16、TextArea,JScrollPane.VERTICAL_SCROLLBAR_ALWAYS,JScrollPane.HORIZONTAL_SCROLLBAR_ALWAYS);panel2.add(js1);panel2.add(js2);panel2.add(js3);panel1.setLayout(newFlowLayout();panell.add(labell);panel1.add(panel2);panel1.add(button);setContentPane(panel1);button.addActionListener(newActionListener()Overrid

17、epublicvoidactionPerformed(ActionEvente)ChopstickArraychopstickArray=newChopstickArray(5);for(inti=0;i5;i+)newThread(newPhilosopher,chopstickArray,thinkingTextArea,eatingTextArea,waitingTextArea).start(););setSize(300,400);setVisible(true);setDefaultCloseOperation(JFrame.EXIT_ON_CLOSE);publicstaticvoidmain(Stringargs)newDiningPhilosophersFrame();privatefinalJPanelpanel1=newJPanel();privatefinalJPanelpanel2=newJPanel();privatefinalJTextAreathinkingTextArea=newJTextArea(5,10);priv