哲学家进餐问题
注意
:由于每个进程都存在需要持有两个进程的原因,故而存在死锁的问题
问题描述
一张圆桌上坐着5名哲学家,每两个哲学家之间的桌上摆一根筷子,桌子的中间是一碗米饭。哲学家们倾注毕生的精力用于思考和进餐,哲学家在思考时,并不影响他人。只有当哲学家饥饿时,才试图拿起左、右两根筷子(一根一根地拿起)。如果筷子已在他人手上,则需等待。饥饿的哲学家只有同时拿起两根筷子才可以开始进餐,当进餐完毕后,放下筷子继续思考。
- 关系分析,系统中有5个哲学家,5个哲学家对于与其附近的哲学家中间的筷子的访问是互斥的
- 整理思路,在这个问题中只存在互斥关系,每个哲学家需要同时持有两个临界资源才能够正常的运行
- 设置信号量,互斥信号量chopstick[5],对筷子和哲学家依次编号,最后得到哲学家(i) 左右两边的筷子的编号分别为(i−1)(i-1)%5(i−1)和(i+1)(i+1)%5(i+1)
semaphore chopstick[5]={1,1,1,1,1};
Pi(){
while(1){
P(chopstick((i-1)%5));
P(chopstick((i+1)%5));
吃饭
V(chopstick((i-1)%5));
V(chopstick((i+1)%5));
思考
}
}
//上述情况可能会发生死锁的问题
/*解决上述问题:1、最多允许四个哲学家同时使用筷子
这样至少有一个哲学家可以拿到左右两边的筷子
2、要求奇数号哲学家先拿左边的筷子,然后再拿右边的
筷子,而偶数号哲学家刚好相反。用这种方法可以保证
如果相邻的两个奇偶号哲学家都想吃饭,那么只会有其
中一个可以拿起第一只筷子,另一个会直接阻塞。这就
避免了占有一支后再等待另一只的情况。
③仅当一个哲学家左右两支筷子都可用时才允许他抓起筷子。
更准确的说法应该是:各哲学家拿筷子这件事必须互斥的执行。这就保证了即使一个哲
学家在拿筷子拿到一半时被阻塞,也不会有别的哲学家会继续尝试拿筷子。这样的话,
当前正在吃饭的哲学家放下筷子后,被阻塞的哲学家就可以获得等待的筷子了*/
//方法1
int cout=4;
Pi(){
while(1){
P(cout)
P(chopstick[(i)%5]);
P(chopstick[(i+1)%5]);
吃饭
V(chopstick[(i)%5)];
V(chopstick[(i+1)%5)];
思考
V(cout)
}
}
//方法2
Pi(){
while(1){
if(i%2==0){
P(chopstick[(i)%5]);
P(chopstick[(i+1)%5]);
}
else{
P(chopstick[(i+1)%5]);
P(chopstick[(i)%5]);
}
吃饭
V(chopstick[(i)%5)];
V(chopstick[(i+1)%5)];
思考
}
}