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
实验报告三
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。
(1) 具体实现代码
//缓冲区实现
public class BoundeBuffer implements Buffer
{
private static final int BUFFER_SIZE =5;