使用线程模拟解决银行排队叫号问题

使用线程模拟解决银行排队叫号问题。

在银行中有一个叫号机，有一个10个座位的长椅，客户在叫号后如果无人在柜台前服务，就会去要求服务；如果柜台忙，则会找长椅入座；如果长椅满则会离开。
要求显示输出叫号过程，分析程序运行状况，并对程序作出评估。

程序思想

定义两个信号量chair，call。使用sem_init()初始化信号量，分别赋值为11和2，因为使用sem_wait()时，值为-1就开始阻塞不能访问共享资源叫号服务和座位，call赋初值为2，可以实现一个线程访问另一个线程执行sem_wait()函数时，可以访问共享资源不会阻塞，这样就可以实现一个线程被服务，其余线程也可以接受临界区资源的服务而不被阻塞。同样chair信号量也是这个原理。因为线程的创建和访问时随机的，信号量的等待和释放也是在短时间内完成的，所以使用sleep函数来实现，仿真被服务的时间和在座位上等待的时间。同时在柜台空闲时，座位上的客户可以到柜台上接受服务。本实验代码提前设定了15个客户，在体验方面与真实的的银行服务有差别，因为线程的创建和注销都是瞬时的，只要线程数量足够多，实现结果越接近真实的银行服务。

#include
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#include
#include
#include
void* consumer(void*);
sem_t chair, call;
int main() {
    int n,m;
    n=sem_init(&chair, 0, 11);
    m=sem_init(&call, 0, 2);
    if(n!=0&&m!=0){
        printf("初始化信号量失败！\n");
        exit(EXIT_FAILURE);
    }
    int consumernum[15];
    pthread_t consumerpthread[10];
    int i;
    for (i = 0; i < 15; i++) {
        consumernum[i] = i + 1;
        if (pthread_create(&consumerpthread[i], NULL, &consumer, (void*)(&consumernum[i])) != 0) {
            printf("创建客户线程%d失败！\n", i + 1);
            exit(EXIT_FAILURE);
        }
    }
    for (i = 0; i < 15; i++)
        pthread_join(consumerpthread[i], NULL);
    sem_destroy(&chair);
    sem_destroy(&call);
    printf("程序结束\n");
    return 0;
}
void* consumer(void* arg) {
    int a;
    int consumernum = *(int*)arg;
    printf("客户%d进入!\n", consumernum);
    sem_wait(&call);
    sem_getvalue(&call, &a);
    if(a==1){
        printf("柜台空闲，%d号客户进入，并直接进行服务！\n", consumernum);
        printf("%d号客户服务完成，离开柜台!\n",consumernum);
        sleep(1);
        sem_post(&call);
    }
    if ( a==0 ) {
        int b;
sem_wait(&chair);
        sem_getvalue(&chair,&b);
        if ( b==0) {
            printf("柜台忙，长椅满，客户%d离开！\n", consumernum);
            sem_post(&chair);
            sem_post(&call);
        }
        else{
            int n;
            printf("柜台忙，长椅空闲，客户%d入座！\n", consumernum);
            sem_post(&call);
            sleep(2*consumernum);
            sem_getvalue(&call,&n);
            if(n==2){
                    sem_post(&chair);
                    sem_wait(&call);
                    printf("柜台空闲，叫%d号客户进行服务！\n", consumernum);
                    sleep(1);
                    printf("%d号客户服务完成，离开柜台!\n",consumernum);
                    sem_post(&call);
            }
        }
    }
    return NULL;
}

运行结果