用多線程同步方法解決睡眠理發(fā)師問題〔Sleeping-BarberProblem)初始條件：1．操作系統(tǒng)：Linux把椅子〕，幾把椅子可用連續(xù)存儲單元。要求完成的主要任務(wù):〔包括課程設(shè)計工作量及其技術(shù)要求，以及說明書撰寫等具體要求〕技術(shù)要求：為每個理發(fā)師／顧客產(chǎn)生一個線程，設(shè)計正確的同步算法每個顧客進入理發(fā)室后，即時顯示“Entered及其線程自定義標(biāo)識，還同時顯示理發(fā)室共有幾名顧客及其所坐的位置。103秒鐘。多個顧客須共享操作函數(shù)代碼。設(shè)計說明書內(nèi)容要求：設(shè)計題目與要求總的設(shè)計思想及系統(tǒng)平臺、語言、工具等。數(shù)據(jù)構(gòu)造與模塊說明〔功能與流程圖〕用戶名、源程序名、目標(biāo)程序名和源程序及其運行結(jié)果?！惨⒚鞔鍵P地址和名目?！尺\行結(jié)果與運行狀況〔提示: (1)連續(xù)存儲區(qū)可用數(shù)組實現(xiàn)。編譯命令可用：cc -lpthread -o 目標(biāo)文件名 源文件名多線程編程方法參見附件?！吃O(shè)計題目與要求設(shè)計題目用多線程同步方法解決睡眠理發(fā)師問題〔Sleeping-BarberProblem)設(shè)計要求初始條件LinuxC技術(shù)要求為每個理發(fā)師／顧客產(chǎn)生一個線程，設(shè)計正確的同步算法室共有幾名顧客及其所坐的位置。103秒鐘。多個顧客須共享操作函數(shù)代碼。總體設(shè)計思想及開發(fā)環(huán)境與工具總體設(shè)計思想barbercustomer分別描述理發(fā)師和顧客的行為。其中，理發(fā)師有活動有理發(fā)和睡覺兩個大事；等待和理發(fā)二個大事。店里有固定的椅子數(shù)，上面坐著等待的顧客，顧客在到來這個大事時，需推斷有沒有空閑的椅子，理發(fā)師打算要理發(fā)或睡覺時，也要推斷椅子上有沒有顧客。所以，顧客和理發(fā)師之間的關(guān)系表現(xiàn)為：發(fā)，當(dāng)有顧客時理發(fā)師為其理發(fā)，沒有的時候理發(fā)師睡覺。n把，即理發(fā)師和椅子是臨界資源，所以顧客之間是互斥的關(guān)系。故引入3個信號量和一個掌握變量：waiting0；customers用來記錄等候理發(fā)的顧客數(shù)，并用作堵塞理發(fā)師進程，初值為0；ⅲ信號量barbers用來記錄正在等候顧客的理發(fā)師數(shù)，并用作堵塞顧客進程，初值為1；mutex1多線程編程原理Linuxpthread_createpthread_join創(chuàng)立一個線程pthread_create用來創(chuàng)立一個線程，原型為：extern int pthread_create((pthread_t * *(* start_routine)(void*),void* arg))

const pthread_attr_t * attr,void第一個參數(shù)為指向線程標(biāo)識符的指針，其次個參數(shù)用來設(shè)置線程屬性，第三個參數(shù)是thread不需要參數(shù)時，最終一個參數(shù)設(shè)為空指針。其次個參數(shù)設(shè)為空指針時，將生成默認屬性的線程。創(chuàng)立線程成功后，創(chuàng)立的線程則運行參數(shù)三和參數(shù)四確定的函數(shù)，原來的線程則連續(xù)運行下一行代碼。等待一個線程完畢pthread_join用來等待一個線程的完畢，函數(shù)原型為：externintpthread_join P((pthread_t th,void** thread_return));存等待的線程完畢為止，當(dāng)函數(shù)返回時，被等待線程的資源被收回。信號量函數(shù)sem_init〔〕用來初始化一個信號量，函數(shù)原型為：externintsem_init P((sem_t* sem,int pshared,unsignedint sem為指向信號量構(gòu)造的一個指針；pshared不為０時此信號量在進程間共享，否則只能為當(dāng)前進程的全部線程共享；valuesem_post(sem_t*sem)用來增加信號量的值。機制同樣是由線程的調(diào)度策略打算的。堵塞后將sem的值減一，說明公共資源經(jīng)使用后削減。函數(shù)sem_trywait(sem_tsem_wait〔〕sem偽碼實現(xiàn)difinen5；difinen5；//5semaphore mutex=1； //用于互斥semaphore customers=0；//等候理發(fā)的顧客數(shù)semaphore 正在等候顧客的理發(fā)師數(shù)int waiting=0；//等候理發(fā)的顧客數(shù)//理發(fā)師線程{while(true){while(true)//推斷有無顧客{wait(customers); //假設(shè)無顧客,理發(fā)師睡眠wait(mutex); //互斥waiting--; //等候顧客數(shù)少一個signal(mutex); //釋放臨界資源signal(barber); 師去為一個顧客理發(fā)cut_hair; //正在理發(fā)}}//顧客線程voidcustomer{wait(mutex); //互斥if(waiting<n) //假設(shè)有空椅子，則等待{waiting++; //1signal(mutex); //釋放臨界資源signal(customers); 理發(fā)師睡覺，喚醒理發(fā)師wait(barber); //理發(fā)師在理發(fā),顧客等候get_haircut; //顧客坐下等理發(fā)師}elsesignal(mutex); //店里人滿了,顧客離開}}開發(fā)環(huán)境與工具系統(tǒng)平臺：LINUX環(huán)境實現(xiàn)語言：C語言開發(fā)工具：NANO編輯器數(shù)據(jù)構(gòu)造與模塊說明數(shù)據(jù)構(gòu)造通過分析課程設(shè)計要求，定義以下的數(shù)據(jù)://designthreesemaphores:mutex,customer,barbersintwaiting=0; //thenumberofwaitingcustomersintchair[5];程序模塊說明主函數(shù)模塊主函數(shù)流程圖如下：理發(fā)師模塊理發(fā)師模塊函數(shù)流程圖如下：顧客模塊顧客模塊函數(shù)流程圖如下：源程序代碼#include<stdio.h>#include<stdlib.h>#include<unistd.h>#include<pthread.h>#include<semaphore.h>#include<fcntl.h>#include<errno.h>#definen5 //theshophavefivechairs//designthreesemaphores:mutex,customer,barberssem_tmutex,customers,barbers;intwaiting=0; //thenumberofwaitingcustomersintchair[5];void*barber;void*customer(void*arg);intmain(intargc,char*argv[]){//create10semaphoresandoneBarbersemaphorepthread_tCustomer_id[10],Barber_id;inti;sem_init(&mutex,0,1); //initmutexsemaphoreto1sem_init(&customers,0,0);//initsemaphorecustomersto0sem_init(&barbers,0,1);for(i=0;i<5;i++)pthread_create(&Barber_id,NULL,(void*)barber,NULL);for(i=0;i<10;i++)pthread_create(&Customer_id[i],NULL,(void*)customer,(void*)(i+1));for(i=0;i<10;i++)pthread_join(Customer_id[i],NULL);for(i=0;i<5;i++)pthread_join(Barber_id,NULL);return0;}//creatbarberpthreadvoid*barber{inti;intnext;//wait(customers),ifnocustomers,barbersleepingsem_wait(&customers);sem_wait(&mutex); //wait(mutex)waiting--; //thenumerofwaitingreduceonefor(i=0;i<5;i++){if(chair[i]!=0){next=chair[i];chair[i]=0;break;}}printf(“Thebarberiscutting%dthcustomer”shair\n“,next);sleep(3);sem_post(&mutex);sem_post(&barbers);}//creatcustomerpthreadvoid*customer(void*arg){inti;sem_wait(&mutex);//wait(mutex) if(waiting<n)if(waiting<n){waiting++; //thenumerofwaitingplusonefor(i=0;i<5;i++){if(chair[i]==0){chair[i]=(int)arg;break;}}printf(“***************************************************\n“);printf(“Entered:Number%dcustomercomes,andsitsat%d\n“,(int)arg,(i+1));printf(“Thereare%dcustomeronthechair\n“,waiting);printf(“Thecustomers”locationare:“);for(i=0;i<5;i++)printf(“%d printf(“\n“);sleep(1);sem_post(&mutex);//signal(mutex)sem_post(&customers);

chair}else

sem_wait(&barbers);//wait(barbers){printf(“Number%dcomes,therearenochairs,thecustomer%disleaving\n“,(int)arg,(int)arg);sem_post(&mutex);}}編輯，編譯和運行的過程圖\\錯誤局部截圖正確運行結(jié)果圖第一次運行結(jié)果如以下圖：其次次運行結(jié)果如以下圖：第三次運行結(jié)果如以下圖；調(diào)試記錄調(diào)試記錄linux周二先設(shè)計出了該程序的偽代碼即其wait、signal操作。然后，依據(jù)其要求進展編程，由于使用的是多線程編程，開頭進展編譯的時候，編譯命令輸入錯誤，沒有輸入-lpthread，程序總是消滅錯誤。同時，創(chuàng)立線程函數(shù)時，由于對其格式輸入錯誤導(dǎo)致程sb.c，sb1.c修改，并對其輸出的格式進展完善，使其輸出看起來美觀一些，簡潔觀看一些。例如s.c，b.c周四主要是在原有代碼的根底上，使程序更