問題描述

哲學家就餐問題

方案一：

#define N 5 //哲學家個數(shù)
semaphore fork[5]; //信號量初始值為1

void philosopher(int i){ //哲學家編號：0-4
    while(true){
        think();            //哲學家在思考
        P(fork[i]);         //去拿左邊的叉子
        P(fork[(i+1)%N]);   //去拿右邊的叉子
        eat();              //吃面條中
        V(fork[i]);         //放下左邊的叉子
        V(fork[(i+1)%N]);   //放下右邊的叉子
    }
}

該方案能滿足大多數(shù)情況，但仍存在這么個情況，5個哲學家同時拿起左邊的刀叉，那么會導致沒有人可以吃面條，導致死鎖。

方案二：使用一個信號量，保證只有一個人就餐

#define N 5 //哲學家個數(shù)
semaphore fork[5]; //信號量初始值為1
semaphore mutex;    //互斥信號量，初始值為1
void philosopher(int i){ //哲學家編號：0-4
    while(true){
        think();            //哲學家在思考
        P(mutex);           //進入臨界區(qū)

        P(fork[i]);         //去拿左邊的叉子
        P(fork[(i+1)%N]);   //去拿右邊的叉子
        eat();              //吃面條中
        V(fork[i]);         //放下左邊的叉子
        V(fork[(i+1)%N]);   //放下右邊的叉子

        V(mutex);           //退出臨界區(qū)
    }
}

該方案是正確的，不存在死鎖，但效率很低。

方案三：設置哲學家拿刀叉的時候存在差異，分奇偶來確定拿刀叉的方式

#define N 5 //哲學家個數(shù)
semaphore fork[5]; //信號量初始值為1
void philosopher(int i){ //哲學家編號：0-4
    while(true){
        think();            //哲學家在思考
        if (i % 2 == 0){
            P(fork[i]);         //去拿左邊的叉子
            P(fork[(i+1)%N]);   //去拿右邊的叉子
        } else {
            P(fork[(i+1)%N]);   //去拿右邊的叉子
            P(fork[i]);         //去拿左邊的叉子
        }

        eat();              //吃面條中
        V(fork[i]);         //放下左邊的叉子
        V(fork[(i+1)%N]);   //放下右邊的叉子
    }
}

注意：這里只需要對P操作進行分類，對V操作不需要進行分類，因為V操作是不會阻塞的。