哲学家就餐问题解析-优快云博客

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本文探讨了著名的哲学家就餐问题，分析了临界资源管理中出现的死锁状况及其原因，提出了三种有效的解决方案，包括限制同时请求筷子的哲学家数量、设定筷子获取顺序以及采用AND型信号量。

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问题描述：

五个哲学家共用一张圆桌，分别坐在周围的五张椅子上，在桌子上有五只碗和五只筷子，他们的生活方式是交替地进行思考和进餐。平时，一个哲学家进行思考，饥饿时便试图取用其左右最靠近他的筷子，只有在他拿到两只筷子时才能进餐。进餐毕，放下筷子继续思考。

问题分析：

放在桌子上的筷子时临界资源，在一段时间内只允许一位哲学家使用，为了实现对筷子的互斥使用，可以用一个信号量表示一只筷子，由这五个信号量构成信号量数组。

semaphore chopstick[5]={1,1,1,1,1};

每个哲学家先拿他左侧的筷子，即执行wait(chopstick[i]);成功后再拿他右侧的筷子，即执行wait(chopstick[(i+1)%5];便可成功进餐。问题是当五个哲学家都拿完左侧筷子后，五个信号量都为0，再试图去拿右侧的筷子时，都会因无筷子可拿而陷入无限的等待，发生死锁状况。

可用的解决方法：

至多只允许有四位哲学家同时去拿左侧的筷子，最终能保证至少有一位哲学家能够进餐，并在用完餐后释放左右两支筷子。
仅当哲学家的左、右两支筷子都可用时，才允许他拿起筷子进餐。
规定奇数号哲学家先拿他左侧的筷子，然后再拿右侧的筷子；而偶数号哲学家则相反。即：1、2号哲学家竞争1号筷子；3、4号哲学家竞争3号筷子。五位哲学家都先竞争奇数号筷子，获得后再去竞争偶数号筷子。
使用AND型信号量：第i位哲学家的活动：

do{
    ...
    //think
    ...
    Swait(chapstick[(i+1)%5],chapstick[i]);    //同时申请左右两侧的筷子
    ...
    //eat
    ...
    Signal(chapstick[(i+1)%5],chopstick[i]);   //同时释放
}while[TRUE];