C言語におけるスリーピングバーバー問題の解析と実装方法

ミューテックスと条件変数を使用する方法: この方法では、ミューテックスと条件変数を使用してスレッドの同期を行います。以下に簡単なコード例を示します。

#include <stdio.h>
#include <pthread.h>
#define MAX_CUSTOMERS 10
pthread_mutex_t mutex;
pthread_cond_t cond;
int waiting_customers = 0;
void *barber_thread(void *arg) {
   while (1) {
       pthread_mutex_lock(&mutex);
       while (waiting_customers == 0) {
           pthread_cond_wait(&cond, &mutex);
       }
       waiting_customers--;
       pthread_mutex_unlock(&mutex);
       // バーバーが客を切る処理
       pthread_mutex_lock(&mutex);
       // バーバーが客を切り終えた処理
       pthread_mutex_unlock(&mutex);
   }
}
void *customer_thread(void *arg) {
   pthread_mutex_lock(&mutex);
   if (waiting_customers < MAX_CUSTOMERS) {
       waiting_customers++;
       pthread_cond_signal(&cond);
       pthread_mutex_unlock(&mutex);
       // バーバーが客を待つ処理
   } else {
       pthread_mutex_unlock(&mutex);
       // 待合室が満席の場合の処理
   }
}
int main() {
   // 初期化処理
   // バーバースレッドの作成
   // 複数の顧客スレッドの作成
   // スレッドの終了処理
   return 0;
}

キューを使用する方法: この方法では、キューを使用して待ち行列を管理します。以下に簡単なコード例を示します。

#include <stdio.h>
#include <pthread.h>
#define MAX_CUSTOMERS 10
pthread_mutex_t mutex;
pthread_cond_t cond;
int waiting_customers = 0;
void *barber_thread(void *arg) {
   while (1) {
       pthread_mutex_lock(&mutex);
       while (waiting_customers == 0) {
           pthread_cond_wait(&cond, &mutex);
       }
       waiting_customers--;
       pthread_mutex_unlock(&mutex);
       // バーバーが客を切る処理
       pthread_mutex_lock(&mutex);
       // バーバーが客を切り終えた処理
       pthread_mutex_unlock(&mutex);
   }
}
void *customer_thread(void *arg) {
   pthread_mutex_lock(&mutex);
   if (waiting_customers < MAX_CUSTOMERS) {
       waiting_customers++;
       pthread_cond_signal(&cond);
       pthread_mutex_unlock(&mutex);
       // バーバーが客を待つ処理
   } else {
       pthread_mutex_unlock(&mutex);
       // 待合室が満席になった場合の処理
   }
}
int main() {
   // 初期化処理
   // バーバースレッドの作成
   // 複数の顧客スレッドの作成
   // スレッドの終了処理
   return 0;
}