Python tkinter 多线程哲学家进餐问题

Nina ·

更新时间:2024-09-21

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Python tkinter 多线程哲学家进餐问题

网上找了好久都没有自己满意的代码，于是自己学了一个，不过这只是个雏形，要想变成你满意的程序，需要靓男靓女们自己的努力啦！
废话不多说，直接上代码！

from tkinter import *		
from PIL import Image,ImageTk  
import threading	
from time import sleep	
import os, random
"""首先导入必要的模块，由于涉及到导入非gif的图片文件，就要用到PIL库"""
"""接下来开始写哲学家这个类"""
class Philosopher(threading.Thread): #哲学家类继承多线程
    def __init__(self, index,forks,numForks,labels):
        threading.Thread.__init__(self) #线程初始化，必不可少的一步
        self.index = index	#哲学家编号（0~n）
        self.forks=forks	#进餐用叉子编号(0~n)
        self.numForks=numForks	#叉子总数
        #将叉子与哲学家编号关联
        self.leftFork = forks[self.index] 
	self.rightFork = forks[(self.index + 1) % numForks]
"""导入图片，其中resize是更改图片尺寸，Image.open后的图片位置大家自己更改，这里只是样例"""
	#哲学家思考时的图片
	self.bm_thinking=ImageTk.PhotoImage(Image.open(r'E:\哲学家\img\thinking.png').resize((150,150),Image.ANTIALIAS))
	#哲学家进餐时的图片
        self.bm_eating=ImageTk.PhotoImage(Image.open(r'E:\哲学家\img\eating.png').resize((150,150),Image.ANTIALIAS))
        #哲学家饥饿时等待的图片
        self.bm_waiting=ImageTk.PhotoImage(Image.open(r'E:\哲学家\img\waiting.png').resize((150,150),Image.ANTIALIAS))
"""接下来定义哲学家的行为方法"""	
    #进餐时调用
    def dining(self):
    #这里的text是在__name__=='__main__'之后定义的Tkinter中的Text组件
        text.insert(END,"Philosopher %s starts to eat.\n"%(self.index))
        #这里有个小坑，当上面这句写成text.insert(END,"Philosopher",self.index,"starts to eat.\n")
        #时在text的输入框中就不会显示出self.index
        labels[self.index].configure(image=self.bm_eating)
        labels[self.index].image=self.bm_eating	
	#Label的疑问后再解释，这里就是把label和哲学家编号关联，减少代码量
        sleep(random.randint(1,3))#随机睡眠1至3秒
        text.insert(END,"Philosopher %s finishes eating.\n"%(self.index)
"""后面的方法都大同小异"""
    #哲学家思考的方法
    def thinking(self):
        text.insert(END,"Philosopher %s is thinking.\n"%(self.index))
        labels[self.index].configure(image=self.bm_thinking)
        labels[self.index].image=self.bm_thinking
        sleep(random.randint(1,3))
    #哲学家饥饿等待的方法
    def hungry(self):
        text.insert(END,"Philosopher %s is hungry.\n"%(self.index))
        labels[self.index].configure(image=self.bm_waiting)
        labels[self.index].image=self.bm_waiting
        sleep(1)
"""重写多线程的run方法"""	
    def run(self):
        while True:
            self.thinking()
            self.hungry()
            self.leftFork.pickup()
            text.insert(END,"Philosopher %s pick up left Fork.\n"%(self.index))
            self.rightFork.pickup()
            text.insert(END,"Philosopher %s pick up right Fork.\n"%(self.index))
            self.dining()
            self.leftFork.putdown()
            text.insert(END,"Philosopher %s put down left Fork.\n"%(self.index))
            self.rightFork.putdown()
            text.insert(END,"Philosopher %s put down right Fork.\n"%(self.index))

到这里哲学家类就写完了不过这是没有解决死锁问题的方案，要解决死锁可以自行查阅资料。关于哲学家问题有个不错的网址推荐：
https://www.colabug.com/2018/0712/3522710/

后面是叉子类：

class Fork():
    def __init__(self, index):
        self.index = index #叉子编号
        self._lock = threading.Lock() #加锁，保证互斥访问
    def pickup(self):#拿起叉子
    	self._lock.acquire()#相当于信号量semWait()
    def putdown(self):#放下叉子
    	self._lock.release()#相当于semSignal()

是不是也没有想象中那么难，嘻嘻
由于使用到的是Tkinter，所以需要有个入口函数，方便按下“开始”键时执行程序。

def main():
    text.delete(0.0,END)   #清空text组件中的所有内容
    # 设置为2更容易重现死锁
    numPhilosophers = numForks = 4
    # 创建叉子与哲学家实例
    forks = [Fork(idx) for idx in range(numForks)]
    philosophers = [Philosopher(idx,forks,numForks,labels) for idx in range(numPhilosophers)]
    # 开启所有的哲学家线程
    for philosopher in philosophers:
        philosopher.start()

现在只剩下最后一个关了，创建一个Tkinter的界面

if __name__ == '__main__':
    root = Tk() #实例化一个顶级窗口
    root.title('哲学家问题') #设置界面标题
    root.geometry('1000x700') #设置界面尺寸
    start=Button(root,text='开始',command=main) #生成一个按钮，command参数为对应执行的函数名
    #由于只是胚胎版的代码，没有深究tkinter布局，这里简单使用pack()
    #这也是为什么哲学家是四个不是五个的原因，因为五个布局比较麻烦
    #感兴趣的朋友可以自己检索“Tkinter 布局”等查找
    start.pack(side='top',anchor='center')  #按钮置于顶部中间位置
    scroll = Scrollbar() #滚动条
    text=Text(root,relief="sunken",width=35)
    scroll.pack(side=RIGHT,fill=Y)
    text.pack(side=RIGHT,fill=Y)
    #将滚动条和文本框关联
    scroll.config(command=text.yview)
    text.config(yscrollcommand=scroll.set)
"""导入初始化的图片"""
    img_init = Image.open(r'E:\哲学家\img\init.png')
    img_init=img_init.resize((150,150),Image.BILINEAR)
    bm_init=ImageTk.PhotoImage(img_init)
    #构建一个labels列表用于对应哲学家编号的索引
    labels=[]
    """对四个label进行布局"""
    label0=Label(root,image=bm_init)
    label0.image = bm_init
    label0.pack(side='top')
    labels.append(label0)
    label1=Label(root,image=bm_init)
    label1.image = bm_init
    label1.pack(side='right')
    labels.append(label1)
    label2=Label(root,image=bm_init)
    label2.image = bm_init
    label2.pack(side='bottom')
    labels.append(label2)
    label3=Label(root,image=bm_init)
    label3.image = bm_init
    label3.pack(side='left')
    labels.append(label3)
    #最后一步，开启我们的界面循环
    root.mainloop()

至此，我们的代码就写完了！看看效果吧！

图片有需要或者对代码有什么疑问欢迎提问，在下QQ：1334724312，问题答案为：不知道
喜欢的点个关注吧，亲
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