1226. 哲学家进餐

哲学家进餐问题：并行算法设计与实现详解

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题目描述

哲学家进餐问题（Dining Philosophers Problem）是并发编程中的经典同步问题，由Edsger Dijkstra提出。问题设定如下：

五个沉默寡言的哲学家围坐在一张圆桌旁。每个人面前放着一盘意大利面，每个人的左右之间各有一根叉子。哲学家们只有两种状态：思考 和 进餐。要想吃面，哲学家必须同时拿起左边和右边的两根叉子。每根叉子同一时刻只能被一个哲学家使用。哲学家吃完后必须将两根叉子放回桌上。

假设面无限量供应，哲学家们随时可以开始吃面和思考的循环。需要设计一个算法，保证：

• 无死锁：系统不会陷入所有哲学家都拿起一根叉子然后永远等待另一根叉子的僵局。
• 无饥饿：每个哲学家都能反复吃面，不会因为其他哲学家的行为而永远等待。

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问题核心与难点

哲学家进餐问题是一个典型的资源竞争与同步问题。关键在于如何协调哲学家对叉子的争夺，避免：

• 循环等待：每个人都拿着一根叉子等待另一根，导致永久阻塞。
• 资源争抢不公平：某些哲学家可能永远抢不到叉子，造成“饿死”。

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经典解题分析

• 哲学家彼此共用叉子，导致资源共享冲突。
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