操作系统原理实验三（二）
写在开头
继续完成操作原理实验三
博主选做完成的是第2，3，5题。
注：第2，3题在上一篇戳：操作系统原理实验三（一）
【当堂完成：[1,3,4]中任意 1 题和第2,5 题，共计 3 道题。】
（1）在 Ubuntu 或 Fedora 环境创建一对父子进程，使用共享内存的方式实现进程间的通信。父进程提供数据（1-100，递增），子进程读出来并显示。
（2）（考虑信号通信机制）在 Ubuntu 或 Fedora 环境创建父子 2 个进程 A，B。进程 A 不断获取用户从键盘输入的字符串或整数，通过信号机制传给进程 B。如果输入的是字符串，进程 B 将
其打印出来；如果输入的是整数，进程 B 将其累加起来，并输出该数和累加和。当累加和大于 100 时结束子进程，子进程输出“My work done！”后结束，然后父进程也结束。
（3）在 windows 环境使用创建一对父子进程，使用管道（pipe）的方式实现进程间的通信。父进程提供数据（1-100，递增），子进程读出来并显示。
（4）（考虑匿名管道通信）在 windows 环境下创建将 CMD 控制台程序封装为标准的 windows 窗口程序。
（5）在 windows 环境下，利用高级语言编程环境（限定为 VS 环境或 VC 环境或QT）调用 CreateThread 函数哲学家就餐问题的演示。要求：（1）提供死锁的解法和非死锁的解法；（2）有图形界面直观显示哲学家取筷子，吃饭，放筷子，思考等状态。（3）为增强结果的随机性，各个状态之间的维持时间采用随机时间，例如100ms-500ms 之间。
3.5 Windows下哲学家问题
简述一下哲学家问题：
5名哲学家围桌而作，他们的循环进行着 思考-休息-吃饭 三个环节，
餐桌上只有5只筷子，必须同时拥有两只筷子才可以吃饭。
设哲学家先拿起左边筷子，再拿起右边筷子，然后吃饭。
于是就有可能发生，5名哲学家同时拿起左筷子，却又拿不到右筷子的情况，构成死锁条件。
另：给哲学家和筷子进行编号（哲学家与左手边筷子编号相同）
运行效果
有时还会发生死锁：
代码展示
代码环境：VS2019+Easyx图形库（easyx图形库自行百度安装）
这里给出的是完整代码。完整代码有三部分：死锁情况、解法一、解法二
解法一、解法二仅仅是在死锁情况上做了稍许修改。
（代码开头有注释解释本解法的原理,仅修改了哲学家线程，可以只看这一部分）
死锁情况：
#include解法一：
/*
解法一：限制最多有4个人同时去拿左边的筷子，
那么一定有一个哲学家可以完成吃饭，他放下筷子后其他哲学家可以继续进行吃饭
因此不会形成死锁
实现方法：设置信号量 full 初值为4 哲学家拿左筷之前执行P(full)
*/
#include解法二：
/*
解法二：当哲学家左右两边的筷子都可用时才允许他去拿筷子，
因此不会形成死锁
实现方法：拿起左筷前 检测相邻两位哲学家的状态（<=1,才可以拿）
缺点：无法设立一个信号量来表示左右两侧哲学家的状态，因此实现时只能在一个while(1)循环里不断地检测if(<=1)条件
这可能会造成CPU资源的浪费
*/
#include简单解释一下
1.创建线程：
函数原型：
HANDLE WINAPI CreateThread(
In_opt LPSECURITY_ATTRIBUTES lpThreadAttributes,
In SIZE_T dwStackSize,
In LPTHREAD_START_ROUTINE lpStartAddress,
In_opt LPVOID lpParameter,
In DWORD dwCreationFlags,
Out_opt LPDWORD lpThreadId
);
- 参数说明：
第一个参数 lpThreadAttributes 表示线程内核对象的安全属性，一般传入NULL表示使用默认设置。
第二个参数 dwStackSize 表示线程栈空间大小。传入0表示使用默认大小（1MB）。
第三个参数 lpStartAddress 表示新线程所执行的线程函数地址，多个线程可以使用同一个函数地址。
第四个参数 lpParameter 是传给线程函数的参数。
第五个参数 dwCreationFlags 指定额外的标志来控制线程的创建，为0表示线程创建之后立即就可以进行调度，如果为CREATE_SUSPENDED则表示线程创建后暂停运行，这样它就无法调度，直到调用ResumeThread()。
第六个参数 lpThreadId 将返回线程的ID号，传入NULL表示不需要返回该线程ID号。
3.返回值 线程创建成功返回新线程的句柄，失败返回NULL
我只是理论的搬运工hhhh
附参考链接：windows多线程（一） 创建线程 CreateThread
2.哲学家线程
DWORD WINAPI philosopher(LPVOID pM)
{
int id = *((int*)(pM));//获得哲学家编号
while(1)
{
首先是获取哲学家编号id(0~4)
//他们思考、休息、吃饭的时间由随机数决定（100~500ms）
int time_of_thinking = rand() % 401 + 100;
int time_of_resting = rand() % 401 + 100;
int time_of_eating = rand() % 401 + 100;
然后通过随机数确定他们思考、休息、吃饭消耗的时间（100~500ms）
//哲学家处于思考状态
status[id] = 0;
// printf("%d号哲学家正在思考\n", id);
Sleep(time_of_thinking);
//哲学家处于休息状态
status[id] = 1;
// printf("%d号哲学家正在休息\n", id);
Sleep(time_of_resting);
哲学家处于思考态时status[id]=0
处于休息态时设置status[id]=1
//哲学家处于吃饭状态
P(S[id]); //取左边筷子
status[id] = 2;
//printf("%d号哲学家取得了左边筷子\n", id);
P(S[(id + 4) % 5]); //取右边筷子
status[id] = 3;
// printf("%d号哲学家取得了右边筷子，正在吃饭\n", id);
Sleep(time_of_eating);
V(S[(id + 4) % 5]); //放下右边筷子
V(S[id]); //放下左边筷子
//一次流程到这里就结束了
}
}
哲学家吃饭前要先拿起左边筷子此时status[id]=2
再拿起右边筷子并吃饭，status[id]=3
注意拿筷子改变状态前需要P（S[id]）（筷子有一个编号，哲学家与左手边筷子编号相同。）
3.画图
使用了Easyx图形库，大家可以自行百度安装一下，挺方便的。
loadimage()是将图片加载进来
putimage()是将图片贴到背景上去
drawAlpha（）是自定义的函数，因为putimage()不能处理透明的图片，所以在网上找到一个大佬的代码，可以实现有透明背景的图片粘贴（筷子的背景是透明的）
图片都是我自己P的，素材来源：感谢阿里爸爸的iconfont图形库
我会在最后把代码及图片资源传上去。
4.解法一
解法一：限制最多有4个人同时去拿左边的筷子，
那么一定有一个哲学家可以完成吃饭，他放下筷子后其他哲学家可以继续进行吃饭
因此不会形成死锁
实现方法：设置信号量 full 初值为4 哲学家拿左筷之前执行P(full)，吃完饭后执行V（full）
5.解法二
解法二：当哲学家左右两边的筷子都可用时才允许他去拿筷子，因此不会形成死锁
实现方法：拿起左筷前 检测相邻两位哲学家的状态（<=1,才可以拿）
缺点：无法设立一个信号量来表示左右两侧哲学家的状态，因此实现时只能在一个while(1)循环里不断地检测if(<=1)条件
这可能会造成CPU资源的浪费
资源分享
链接：https://download.csdn.net/download/zsh1184528359/12393157
木得积分可以评论区留下邮箱，我看到了就会发的(●’◡’●)
点击下图画框框的《哲学家就餐.exe》就可以直接运行
另外：代码中解法一、解法二全篇注释中（因为一次只能运行一个main,所以三个.c只能有一个没有注释）
Ctrl+A 全选，然后Ctrl+K+U解除注释
Ctrl+A 全选，然后Ctrl+K+C全篇注释
18级软院的哥哥姐姐们，如果用到的话，建议图自己P一下，搞的都一样就不好了（＞人＜；）
写在结尾
希望以上可以帮到你！
如有错误，或不同想法，欢迎指出，互相学习共同进步！