对哲学家就餐问题和死锁问题的一些理解

《死锁问题》操作系统实验报告 1、资源预先分配法是指进程在运行前一次性地向系统申请它所需要的全部资源,如果系统当前不能够满足进程的全部资源请求,则不分配资源, 此进程暂不投入运行,如果系统当前能够满足进程的全部资源请求, 则一次性地将所申请的资源全部分配给申请进程。再本次实践操作中,利用多线程技术编写哲学家就餐程序,演示产生死锁的情况,利用多线程技术编写哲学家就餐程序,演示采用资源预先分配法预防死锁后不产生死锁的情况,利用多线程技术编写哲学家就餐程序,演示采用资源有序分配法预防死锁后不产生死锁的情况。2、采用资源预先分配法预防死锁。 阅读详情

--问题描述:

五位哲学家围坐在一张圆桌旁,每位哲学家面前有一盘食物,每两位哲学家之间放有一根筷子。哲学家们的生活由两种活动交替进行:思考和就餐。为了就餐,哲学家需要拿起左右两边的两根筷子。如果筷子被其他哲学家占用,则必须等待。

--什么是死锁?

死锁:

现在有两个线程1和2,线程1和线程2完成任务需要同时持有A和B两个资源,假设某时线程1持有了资源A并将其上锁,线程2持有了资源B并将其上锁,线程1和2为了完成任务就需要去获取彼此的资源,但是又因为想获取的对方资源已经被对方上锁,在彼此都不去解锁资源的前提下,就会无限的等待

特性关键词:

  1. 互斥条件(资源A、B各自不可被多个线程持有)
  2. 占有并等待(比如线程1持有了A资源等待线程2持有的B资源)
  3. 不可剥夺(彼此都不去解锁资源)
  4. 循环等待(都要获取对方,但对方都锁了不愿意给,无限等待)

--哲学家就餐发生死锁的情况:

哲学家就餐需要拿取左右两双筷子才可以就餐,那么如果当每位哲学家同时都拿起了左边或者右边的筷子时,就会发生死锁(一位哲学家请求获取另一边的筷子被相邻哲学家获取并上锁)

--如何解决哲学家就餐发生死锁?

  1. 最多同时4位哲学家就餐

    比如:当这4位哲学家都拿起了左边筷子,还剩一根筷子会保证至少一个人能完成自己吃饭的任务(每个人左右都有两根筷子,剩余的一根筷子一定是一个人的另一边筷子)
  2. 每位哲学家只有两双筷子都可获取时才可以就餐
    哲学家问题里只要有一个人能吃完饭别的也不会饿肚子
  3. 超时机制
    如果无法在规定时间内获取到另一根筷子,则释放已持有的筷子并重新尝试。
  4. ......

--总之:

问题解决方案不固定,核心问题其实是打破死锁,从什么是死锁及其条件入手打破死锁,互斥肯定是互斥的无法解决但是还有三方面可以下手:

  1. 占有并等待(比如线程1持有了A资源等待线程2持有的B资源)
  2. 不可剥夺(彼此都不去解锁资源)
  3. 循环等待(都要获取对方,但对方都锁了不愿意给,无限等待)

Python 并发编程之死锁 在并发编程中,死锁指的是一种特定的情况,即无法取得进展,程序被锁定在其当前状态。在大多数情况下,这种现象是由于不同的锁对象(用于线程同步)之间缺乏协调,或者处理不当造成的。在这一节中,我们将讨论一个思想实验,通常被称为餐饮哲学家问题,以说明死锁的概念及其原因;从这里开始,你将学习如何在 Python 并发程序中模拟这个问题。本文首先介绍了并发编程中的经典问题——哲学家就餐问题,然后引出了死锁的概念及条件。然后给出了可能出现死锁的情况,并通过 Python 代码模拟哲学家就餐问题和模拟死锁的四种情况。 阅读详情

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