哲学家就餐问题

问题描述

哲学家就餐问题

方案一：

#define N 5 //哲学家个数
semaphore fork[5]; //信号量初始值为1

void philosopher(int i){ //哲学家编号：0-4
    while(true){
        think();            //哲学家在思考
        P(fork[i]);         //去拿左边的叉子
        P(fork[(i+1)%N]);   //去拿右边的叉子
        eat();              //吃面条中
        V(fork[i]);         //放下左边的叉子
        V(fork[(i+1)%N]);   //放下右边的叉子
    }
}

该方案能满足大多数情况，但仍存在这么个情况，5个哲学家同时拿起左边的刀叉，那么会导致没有人可以吃面条，导致死锁。

方案二：使用一个信号量，保证只有一个人就餐

#define N 5 //哲学家个数
semaphore fork[5]; //信号量初始值为1
semaphore mutex;    //互斥信号量，初始值为1
void philosopher(int i){ //哲学家编号：0-4
    while(true){
        think();            //哲学家在思考
        P(mutex);           //进入临界区

        P(fork[i]);         //去拿左边的叉子
        P(fork[(i+1)%N]);   //去拿右边的叉子
        eat();              //吃面条中
        V(fork[i]);         //放下左边的叉子
        V(fork[(i+1)%N]);   //放下右边的叉子

        V(mutex);           //退出临界区
    }
}

该方案是正确的，不存在死锁，但效率很低。

方案三：设置哲学家拿刀叉的时候存在差异，分奇偶来确定拿刀叉的方式

#define N 5 //哲学家个数
semaphore fork[5]; //信号量初始值为1
void philosopher(int i){ //哲学家编号：0-4
    while(true){
        think();            //哲学家在思考
        if (i % 2 == 0){
            P(fork[i]);         //去拿左边的叉子
            P(fork[(i+1)%N]);   //去拿右边的叉子
        } else {
            P(fork[(i+1)%N]);   //去拿右边的叉子
            P(fork[i]);         //去拿左边的叉子
        }

        eat();              //吃面条中
        V(fork[i]);         //放下左边的叉子
        V(fork[(i+1)%N]);   //放下右边的叉子
    }
}

注意：这里只需要对P操作进行分类，对V操作不需要进行分类，因为V操作是不会阻塞的。