問題描述

哲學(xué)家就餐問題

方案一：

#define N 5 //哲學(xué)家個(gè)數(shù)
semaphore fork[5]; //信號(hào)量初始值為1

void philosopher(int i){ //哲學(xué)家編號(hào)：0-4
    while(true){
        think();            //哲學(xué)家在思考
        P(fork[i]);         //去拿左邊的叉子
        P(fork[(i+1)%N]);   //去拿右邊的叉子
        eat();              //吃面條中
        V(fork[i]);         //放下左邊的叉子
        V(fork[(i+1)%N]);   //放下右邊的叉子
    }
}

該方案能滿足大多數(shù)情況，但仍存在這么個(gè)情況，5個(gè)哲學(xué)家同時(shí)拿起左邊的刀叉，那么會(huì)導(dǎo)致沒有人可以吃面條，導(dǎo)致死鎖。

方案二：使用一個(gè)信號(hào)量，保證只有一個(gè)人就餐

#define N 5 //哲學(xué)家個(gè)數(shù)
semaphore fork[5]; //信號(hào)量初始值為1
semaphore mutex;    //互斥信號(hào)量，初始值為1
void philosopher(int i){ //哲學(xué)家編號(hào)：0-4
    while(true){
        think();            //哲學(xué)家在思考
        P(mutex);           //進(jìn)入臨界區(qū)

        P(fork[i]);         //去拿左邊的叉子
        P(fork[(i+1)%N]);   //去拿右邊的叉子
        eat();              //吃面條中
        V(fork[i]);         //放下左邊的叉子
        V(fork[(i+1)%N]);   //放下右邊的叉子

        V(mutex);           //退出臨界區(qū)
    }
}

該方案是正確的，不存在死鎖，但效率很低。

方案三：設(shè)置哲學(xué)家拿刀叉的時(shí)候存在差異，分奇偶來確定拿刀叉的方式

#define N 5 //哲學(xué)家個(gè)數(shù)
semaphore fork[5]; //信號(hào)量初始值為1
void philosopher(int i){ //哲學(xué)家編號(hào)：0-4
    while(true){
        think();            //哲學(xué)家在思考
        if (i % 2 == 0){
            P(fork[i]);         //去拿左邊的叉子
            P(fork[(i+1)%N]);   //去拿右邊的叉子
        } else {
            P(fork[(i+1)%N]);   //去拿右邊的叉子
            P(fork[i]);         //去拿左邊的叉子
        }

        eat();              //吃面條中
        V(fork[i]);         //放下左邊的叉子
        V(fork[(i+1)%N]);   //放下右邊的叉子
    }
}

注意：這里只需要對(duì)P操作進(jìn)行分類，對(duì)V操作不需要進(jìn)行分類，因?yàn)閂操作是不會(huì)阻塞的。