关于哲学家进餐问题的多线程实现

[zyjisdog]

Form1.cs:

using System;
using System.Collections.Generic;
using System.ComponentModel;
using System.Data;
using System.Drawing;
using System.Linq;
using System.Text;
using System.Threading.Tasks;
using System.Windows.Forms;
using System.Threading;

namespace 哲学家进餐问题
{
    public partial class Form1 : Form
    {
        private Thread[] phiThreads;
        private Chopsticks[] chopsticks;
        private Random random;
        private object SyncObject;
        delegate void SetTextCallback(ListBox control, string text);
        
        public Form1()
        {
            InitializeComponent();
            init();
        }

        private void 停止_Click(object sender, EventArgs e)
        {
            abort();
        }

        private void 开始_Click(object sender, EventArgs e)
        {
            for (int i = 0; i < 5; i++)//初始化5个哲学家，执行phiAction方法
            {
                phiThreads[i] = new Thread(new ParameterizedThreadStart(phiAction));
                phiThreads[i].Name = i.ToString();
                phiThreads[i].Start(i);
            }
        }

        private void 退出_Click(object sender, EventArgs e)
        {
            Application.Exit();
        }

        private void UpdateListBox(ListBox control, string text)
        {
            SyncObject = new object();
            if (control.InvokeRequired) //用于在Listbox中添加text
            {
                SetTextCallback d = new SetTextCallback(UpdateListBox);
                this.Invoke(d, new object[] { control, text });
            }
            else
            {
                lock (SyncObject)
                {
                    control.Items.Add(text);
                }
            }
        }
        private void print(int who,string str)
        {
            
            string printStr = who.ToString() + str;
            lock(this)
            {
               
                UpdateListBox(listBox1, printStr); //在Listbox中添加条目
            }
        }
        
        private void init()
        {
            phiThreads = new Thread[5];
            chopsticks = new Chopsticks[5];
            random = new Random();
        }

        private void abort()
        {
            for (int i = 0;i<5;i++)
            {
                phiThreads[i].Abort();//结束线程
            }
        }
        private void phiAction(object index)
        {
            
            while(true)
            {
                Thinking(index);
                Waiting(index);
                Eating(index);

                int sleepTime = random.Next(100, 500);
                Thread.Sleep(sleepTime + 500);
            }
        }

        private void Thinking(object index)
        {

            print((int)index, " is thinking...");

            int sleepTime = random.Next(100, 500);
            Thread.Sleep(sleepTime + 500);
            
        }

        private void Eating(object index)
        {
            print((int)index, " is eating...");

            int sleepTime = random.Next(100, 500);
            Thread.Sleep(sleepTime + 500);

            chopsticks[(int)index].chopsSem.Release(); //释放右边的筷子
            chopsticks[((int)index+1) % 5].chopsSem.Release(); //释放左边的筷子

        }

        private void Waiting(object index)
        {
            print((int)index, " is waiting...");

            int sleepTime = random.Next(100, 500);
            Thread.Sleep(sleepTime + 500);

            if ((int)index % 2 == 0)//偶数号哲学家
            {
                chopsticks[(int)index].chopsSem.WaitOne(); //获取右边的筷子
                chopsticks[(int)index + 1 % 5].chopsSem.WaitOne(); //获取左边的筷子
            }
            else//奇数号哲学家
            {
                chopsticks[(int)index + 1 % 5].chopsSem.WaitOne(); //获取左边的筷子
                chopsticks[(int)index].chopsSem.WaitOne(); //获取右边的筷子
            }
        }
    }


}

Chopsticks类:

public class Chopsticks
    {
        public Semaphore chopsSem;
        Chopsticks()
        {
            chopsSem = new Semaphore(1, 1);
        }
        
    }

运行的时候，当5个哲学家都开始waiting的时候就会出现：未将对象引用设置到对象的实例。

我不知道是哪里出错了。。。请麻烦帮我分析下，谢谢了！！

[EdsionWang]

停在哪一句上了？

[zyjisdog]

引用 1 楼 andywangguanxi 的回复:

停在哪一句上了？

停在chopsticks[(int)index].chopsSem.WaitOne(); //获取右边的筷子

[EdsionWang]

这句代码可出现了不止一次。。。数组超出索引，你可以加断点调试看看index的值是多少

[以专业开发人员为伍]

代码太多，没时间看。 这算法需要用线程？用了线程，就要WaitOne？ 把你的代码暂时忘掉，说一下你的程序流程吧。程序设计首先能够画个流程图、类图、时序图、状态图之类的，就够了，就能够看出你的设计是否跟多线程编程相适配了。用不着写代码。

[zyjisdog]

我只是想学习下多线程而已啊。。

[以专业开发人员为伍]

所谓“哲学家进餐问题”的程序，被一些国内的古老的教科书写歪了。别忘记了这个问题提出时的时代，那时候是多么原始，面向对象技术甚至都没有成型。 “哲学家”如果进入发呆想MM状态，也许你可以用一个thread.sleep。（但是更好地是使用timer来控制，以便释放系统线程资源） 然后发呆结束时，“哲学家”等待左边的筷子，这绝对不能用一个阻塞式的thread.sleep。你针对“筷子对象”的事件注册一个处理方法就行了。针对右边的筷子也是一样。只要第二个筷子的事件监听也触发了，就可以开始吃饭了。 吃饭也可以用一个thread.sleep。当然同样更好地可以使用timer来代替。 吃完饭就放下左右两只筷子（对于筷子来说，它们就在自己内部触发了事件），然后又开始发呆想MM了。 总之，你会发现你删除掉了 waiting 阻塞，就让程序简单清晰了许多。而一旦你用“事件驱动流程”概念来进行设计，代替了愚蠢地“用while死循环来模拟事件监听操作”，你的代码又离简单高效和容易维护的目标迈进了一大步。 许多传统的代码，特别是上世纪90年代在java中出现的许多代码，都在多线程编程方面释放许多糟粕。因为它缺乏“事件驱动”基本设计。

[以专业开发人员为伍]

引用 5 楼 zyjisdog 的回复:

我只是想学习下多线程而已啊。。

只学会了某种编程语言语法，没有学过画流程图、类图、时序图、状态图等软件语言？ 遗憾！

[以专业开发人员为伍]

当然如果仔细核对设计蓝图的细节，可能“只要第二个筷子的事件监听也触发了，就可以开始吃饭了”这句话需要加上一个操作，“只要第二个筷子的事件监听也触发了，就可以注销两个筷子的事件监听，然后开始吃饭了”。 结果，这个“哲学家”对象其实代码很简单，而且里边也没有任何一行while循环、和Sleep阻塞。它只有两个Timer分别触发“发呆”和“吃饭”的起停；它知道“左筷子”和“右筷子”属性的值，并且会在适当的时候监听其抛出的时间，或者在适当的时候注销这个监听。 而“筷子”对象其实更简单，就是能够在自己被放到桌子上时抛出事件通知即可。 传统的“哲学家进餐问题”看似简单，但是死板，于是你很容易进入多线程编程的死胡同。使用现代的“哲学家进餐问题”模型你才能更好地进行多线程程序设计，其中的关键就是“不要有while循环，不要有阻塞代码”。

[zyjisdog]

已经在推倒重写了。。

[SeeYou孙悟空]

楼上BBYY 说了一堆 看着烦躁。。。。

[信不信由你zzy]

引用 9 楼 moranhuoshou 的回复:

楼上BBYY 说了一堆 看着烦躁。。。。

素质，你说得出来么。

[gengchenhui]

引用 9 楼 moranhuoshou 的回复:

楼上BBYY 说了一堆 看着烦躁。。。。

楼上有你学不到的精髓。

[SeeYou孙悟空]

引用 10 楼 zengzhengyou 的回复:

[quote=引用 9 楼 moranhuoshou 的回复:] 楼上BBYY 说了一堆 看着烦躁。。。。

素质，你说得出来么。[/quote] 我承认我说不出来，我也不可能几乎每个帖子都回帖，然后一堆举例推断，我知道他流弊，但是我很反感这样说了一堆“废话”又不厌其烦还自得所乐却又迷惑大众的“大神”。

[娃都会打酱油了]

引用 13 楼 moranhuoshou 的回复:

[quote=引用 10 楼 zengzhengyou 的回复:] [quote=引用 9 楼 moranhuoshou 的回复:] 楼上BBYY 说了一堆 看着烦躁。。。。

素质，你说得出来么。[/quote] 我承认我说不出来，我也不可能几乎每个帖子都回帖，然后一堆举例推断，我知道他流弊，但是我很反感这样说了一堆“废话”又不厌其烦还自得所乐却又迷惑大众的“大神”。[/quote] 很多人很反感sp，认为这胖子唧唧歪歪了半天，根本不知道他说的是什么 还有很多人觉得sp特NB，因为虽然他的回答根本没解决问题，甚至回答跟问题就是风马牛不相及、牛头不对马嘴，但他给出的是他对这个问题的看法，给的是思路，而解决问题，要的就是思路，一条思路走不通了，就要换一条思路 顺带说下，真心很少会看到他直接给代码。。。。

[信不信由你zzy]

引用 13 楼 moranhuoshou 的回复:

[quote=引用 10 楼 zengzhengyou 的回复:] [quote=引用 9 楼 moranhuoshou 的回复:] 楼上BBYY 说了一堆 看着烦躁。。。。

素质，你说得出来么。[/quote] 我承认我说不出来，我也不可能几乎每个帖子都回帖，然后一堆举例推断，我知道他流弊，但是我很反感这样说了一堆“废话”又不厌其烦还自得所乐却又迷惑大众的“大神”。[/quote] 总要有一些人是回帖贴代码，有些人是说些底层原理， 比如渣如我现在就更喜欢看原理性的东西，代码的东西，随便百度，谷歌一搜索出来都是一群，总能找到自己想要的 但是没有两个说出了原理性的东西， 正如很多书籍一样都是写出了“怎么做” 而没有解释“为什么这么做” 正如P哥所说的东西是他这么多年所总结的一些经验性的东西，是一些常见书籍所没有的 也许你看他没有贴代码，但是他给出了方向，方案。

[ima_zhan]

引用 15 楼 zengzhengyou 的回复:

[quote=引用 13 楼 moranhuoshou 的回复:] [quote=引用 10 楼 zengzhengyou 的回复:] [quote=引用 9 楼 moranhuoshou 的回复:] 楼上BBYY 说了一堆 看着烦躁。。。。

素质，你说得出来么。[/quote] 我承认我说不出来，我也不可能几乎每个帖子都回帖，然后一堆举例推断，我知道他流弊，但是我很反感这样说了一堆“废话”又不厌其烦还自得所乐却又迷惑大众的“大神”。[/quote] 总要有一些人是回帖贴代码，有些人是说些底层原理， 比如渣如我现在就更喜欢看原理性的东西，代码的东西，随便百度，谷歌一搜索出来都是一群，总能找到自己想要的 但是没有两个说出了原理性的东西， 正如很多书籍一样都是写出了“怎么做” 而没有解释“为什么这么做” 正如P哥所说的东西是他这么多年所总结的一些经验性的东西，是一些常见书籍所没有的 也许你看他没有贴代码，但是他给出了方向，方案。[/quote] 严重同意,很喜欢看他的回复