关于pthreads:防死锁,随机线程执行顺序C

Deadlock Prevention, random thread execution order C

我正在为学校布置作业程序。它具有以下要求,如下所示。

  • 必须使用Mutexes

  • 必须使用Pthreads

  • 创建5个具有随机同步的线程(又名:以非特定顺序运行)

  • 线程必须与主线程分离

  • 每个线程都将从文件中读取并调整银行帐户的余额,每个帐户都有不同的输入文件。

这是指向实际作业的链接,我们需要做些什么以获取更详细的信息集AssignmentTxtFile

我的主要问题是解决遇到的僵局问题。我不知道如何确切地解决此问题,我知道我需要找出一种方法,使其在任何给定时间都不会进入多个线程的关键部分。在保持执行顺序随机的同时,我该怎么做?

这是我目前用于该程序的代码。

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#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <string.h>
#include <pthread.h>
#include <unistd.h>





pthread_mutex_t mutex1 = PTHREAD_MUTEX_INITIALIZER;


float balance = 0;



void *thread1(void *value){

    FILE *fPTR;
    char buffer;
    float number;

    char *fileName ="data1.in";

    fPTR = fopen(fileName,"r");

    if (fPTR == NULL){

        printf("was unable to open: %s\
"
, fileName);
        return NULL;
    }

    while(1){



        //Critical Section of Thread1
        pthread_mutex_lock(&mutex1);
            fscanf(fPTR,"%c%f\
"
, &buffer, &number);

            if(buffer == '+'){

                balance += number;

            }
            if(buffer == '-'){

                balance -= number;
            }


            printf("Account balance of thread1 is: %f\
"
, balance);

            if(feof(fPTR)){

                fclose(fPTR);
                printf("end of data1.in");
                return NULL;
            }

            printf("end of while thread1\
"
);
        pthread_mutex_unlock(&mutex1);

        sleep(.3);
    }


}

void *thread2(void *value){

    FILE *fPTR;
    char buffer;
    float number;

    char *fileName ="data2.in";

    fPTR = fopen(fileName,"r");

    if (fPTR == NULL){

        printf("was unable to open: %s\
"
, fileName);
        return NULL;
    }

    while(1){



        //Critical Section of Thread2
        pthread_mutex_lock(&mutex1);
            fscanf(fPTR,"%c%f\
"
, &buffer, &number);

            if(buffer == '+'){

                balance += number;

            }
            if(buffer == '-'){

                balance -= number;
            }


            printf("Account balance of thread2 is: %f\
"
, balance);

            if(feof(fPTR)){

                fclose(fPTR);
                printf("end of data2.in");
                return NULL;
            }

            printf("end of while thread2\
"
);
        pthread_mutex_unlock(&mutex1);

        sleep(.3);
    }


}

void *thread3(void *value){

    FILE *fPTR;
    char buffer;
    float number;

    char *fileName ="data3.in";

    fPTR = fopen(fileName,"r");

    if (fPTR == NULL){

        printf("was unable to open: %s\
"
, fileName);
        return NULL;
    }

    while(1){



        //Critical Section of Thread3
        pthread_mutex_lock(&mutex1);
            fscanf(fPTR,"%c%f\
"
, &buffer, &number);

            if(buffer == '+'){

                balance += number;

            }
            if(buffer == '-'){

                balance -= number;
            }


            printf("Account balance of thread3 is: %f\
"
, balance);

            if(feof(fPTR)){

                fclose(fPTR);
                printf("end of data3.in");
                return NULL;
            }

            printf("end of while thread3\
"
);
        pthread_mutex_unlock(&mutex1);

        sleep(.3);
    }


}

void *thread4(void *value){

    FILE *fPTR;
    char buffer;
    float number;

    char *fileName ="data4.in";

    fPTR = fopen(fileName,"r");

    if (fPTR == NULL){

        printf("was unable to open: %s\
"
, fileName);
        return NULL;
    }

    while(1){



        //Critical Section of Thread4
        pthread_mutex_lock(&mutex1);
            fscanf(fPTR,"%c%f\
"
, &buffer, &number);

            if(buffer == '+'){

                balance += number;

            }
            if(buffer == '-'){

                balance -= number;
            }


            printf("Account balance of thread4 is: %f\
"
, balance);

            if(feof(fPTR)){

                fclose(fPTR);
                printf("end of data4.in");
                return NULL;
            }

            printf("end of while thread4\
"
);
        pthread_mutex_unlock(&mutex1);

        sleep(.3);
    }


}

void *thread5(void *value){

    FILE *fPTR;
    char buffer;
    float number;

    char *fileName ="data5.in";

    fPTR = fopen(fileName,"r");

    if (fPTR == NULL){

        printf("was unable to open: %s\
"
, fileName);
        return NULL;
    }

    while(1){



        //Critical Section of Thread5
        pthread_mutex_lock(&mutex1);
            fscanf(fPTR,"%c%f\
"
, &buffer, &number);

            if(buffer == '+'){

                balance += number;

            }
            if(buffer == '-'){

                balance -= number;
            }


            printf("Account balance of thread5 is: %f\
"
, balance);

            if(feof(fPTR)){

                fclose(fPTR);
                printf("end of data5.in");
                return NULL;
            }


            printf("end of while thread5\
"
);
        pthread_mutex_unlock(&mutex1);

        sleep(.3);
    }


}




int main(int argc, char **argv){



    pthread_t pthread1;
    pthread_t pthread2;
    pthread_t pthread3;
    pthread_t pthread4;
    pthread_t pthread5;



    pthread_create(&pthread1, NULL, thread1, NULL);
    pthread_create(&pthread2, NULL, thread2, NULL);
    pthread_create(&pthread3, NULL, thread3, NULL);
    pthread_create(&pthread4, NULL, thread4, NULL);
    pthread_create(&pthread5, NULL, thread5, NULL);


    pthread_detach(pthread1);
    pthread_detach(pthread2);
    pthread_detach(pthread3);
    pthread_detach(pthread4);
    pthread_detach(pthread5);

    printf("main completed\
"
);

    pthread_exit(0);



}


关于此问题为何死锁或从未进入关键部分的简单答案是文件检查结束的位置,需要在关键部分之外和while循环内进行检查。

这导致线程永远无法完成,因为它们永远无法解锁互斥锁,然后再也无法真正进入关键部分。