操作系统实验多线程模拟实现银行家算法

题目

实现课本中的银行家算法，并使用多线程进行实现，你所涉及的程序需要支持n个线程对m中资源的并发访问请求。在实验过程中，能够通过屏幕或者文件，保存每个客户线程申请资源的情况—申请多少；是否被分配等。

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <unistd.h>
#include <pthread.h>
#include <stdbool.h>
#include <time.h>int nResources=3,nProcesses=0;//定义输入的资源种类和进程数量
int resources[3];//资源数
int allocated[20][3];//为每个进程分配的实例数量
int maxRequired[20][3];//每个进程的最大需求
int need[20][3];//每个进程还需要的资源
int Flag[20];pthread_mutex_t mutex;//进程互斥锁bool banker();//系统如果处于安全状态返回true，不安全返回false
void* processCode(void* );//多线程实现
void init();//初始化资源请求等数据
void show();//输出各个资源
int requestr(int customer_num,int request[]);//请求资源
int releaser(int customer_num,int release[]);//释放资源
void runner();int main(int argc, char *argv[]) {init();show();runner();return 0;
}//初始化信息
void init(){printf("请输入进程的数量：\n");scanf("%d", &nProcesses);printf("请依次输出每种资源可用数量：\n");for(int i=0; i<nResources; i++){scanf("%d", &resources[i]);}printf("\n");// 每个进程已经得到的资源数量printf("请输入每个进程已经得到的资源数目：\n");for(int i=0; i<nProcesses; i++) {printf("进程%d:",i);for(int j=0; j<nResources; j++){scanf("%d",&allocated[i][j]);//通过输入得到进程得到的资源数目}}printf("\n");// 每个进程需要的最大资源数量printf("请输入每个进程最大需求的资源数目\n");for(int i=0; i<nProcesses; i++) {printf("进程%d:",i);for(int j=0; j<nResources; j++){scanf("%d",&maxRequired[i][j]);//每个进程最大需求资源量}}printf("\n");//计算每个进程仍然需要的各个资源数目for(int i=0; i<nProcesses; i++)for(int j=0; j<nResources; j++)need[i][j] = maxRequired[i][j] - allocated[i][j];
}//输出各个进程获取资源内容
void show()
{printf("进程执行前资源清单\n");printf("*************************************************************************\n");printf("进程ID    allocated        request\n    ");for(int x=0; x<nProcesses; x++){printf("%d\t", x);//进程IDfor(int i=0; i<nResources; i++)printf("%3d", allocated[x][i]);printf("\t");//已分配资源数量for(int i=0; i<nResources; i++){if(need[x][i]<0)need[x][i]=0; //防止所需资源量出现负数printf("%3d", need[x][i]);}printf("\n    ");}printf("     avaliable: %d %d %d",resources[0],resources[1],resources[2]);
}void runner()
{pthread_mutex_init(&mutex,NULL);pthread_t ptd_t[nProcesses];//创建长度为用户数量的线程int i=0;int seq [5]={0};printf("\n");printf("序列为：");for(i=0;i<nProcesses;i++){seq[i]= pthread_create(&ptd_t[i],NULL,processCode,(void*)&i);sleep(1);}//如果输出序列的数目少于进程数目，则证明出现不安全printf("\n");pthread_mutex_destroy(&mutex);//销毁锁}//进程请求资源
int requestr(int customer_num,int request[])//两个参数分别是请求者和请求资源量
{int i=0;//资源是否满足请求for (i;i<nResources;i++){if(request[i]>resources[i]){return -1;}}//资源满足请求for(i=0;i<nResources;i++){allocated[customer_num][i]=allocated[customer_num][i]+request[i];resources[i]=resources[i]-request[i];}return 0;//回复申请成功
}
//释放进程资源
int releaser(int customer_num,int release[])//两个参数分别是用户，释放量
{int i;//资源是否满足请求for(i=0;i<nResources;i++){if(allocated[customer_num][i]<release[i]){return -1;}}//释放资源for(i=0;i<nResources;i++){allocated[customer_num][i]=allocated[customer_num][i]-release[i];resources[i]=resources[i]+release[i];}return 0;
}
// 进程代码
void* processCode(void *arg) {int i;int *argc=(int *)arg;int requset[3]={0,0,0};//线程的needint release[3]={0,0,0};//线程的maxint num=*argc;int finish=1;for(i=0;i<nResources;i++){requset[i]=need[num][i];release[i]=maxRequired[num][i];}while (-1){pthread_mutex_lock(&mutex);//上锁，保证每次申请资源的进程只有一个int a=requestr(num,requset);if(a==0){releaser(num,release);Flag[num]=1;finish=0;printf("%d ",num);pthread_mutex_unlock(&mutex);//解锁，将资源让给其他进程break;}else{pthread_mutex_unlock(&mutex);//解锁，将资源让给其他进程if(banker(num)==-1){break;}}}if(finish==0){return (void *)0;//安全}else{return (void *)-1;//不安全}}//判断是否为安全序列
bool banker(){int i,a,b=0,c=0;for(i=0;i<nProcesses;i++){if(Flag[i]==0){c++;for(a=0;a<nProcesses;a++){if(resources[a]<need[i][a]){b++;}}}}if(c==b){return false;}return true;
}

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