6.哲学家就餐问题 原

哲学家就餐问题

有五个哲学家，他们的生活方式是交替的进行思考和进餐。哲学家们公用一张圆桌，分别坐在周围的五张椅子上。在圆桌上有5个碗和5支筷子。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，只有在他拿到两支筷子时才能进餐。进餐毕，放下筷子又继续思考。

分析

• 筷子是临界资源，在一段时间内只允许一个哲学家使用
• 用一个信号量表示一支筷子，由这5个信号量构成信号量组。

var chopstick:array[0……4] of semaphor

• 所有信号量被初始化为1

用记录型信号量解决哲学家进餐问题

第i个哲学家的活动可买描述为

repeat 
	wait(chopstick[i]);		//拿起左边筷子
	wait(chopstick[(i+1) mod 5]);	//拿起右边筷子
	...eat...
	singal(chopctick[i]);	//释放左边筷子
	singal(chopstick[(i+1) mod 5]);		//释放右边筷子
	...
	think;
	until false;

问题

假如5个哲学家同时饥饿而各自拿起左边的筷子，会使5个信号量均为0；当他们再试图拿起右边筷子时，都将无限期的等待。

解决方法

• 至多4个人同时拿左边的筷子，保证至少有一个人可以进餐，最终释放筷子使更多的人进餐。
• 仅当哲学家的左右两支筷子均可使用时，才允许他拿起筷子进餐。
• 规定奇数号哲学家先拿起其左边的筷子，再拿左边的，偶数号哲学家则相反。即：1、2号人竞争1号筷子，3、4号人竞争3号筷子，即5个人都先竞争奇数号筷子，获得后再去竞争偶数号筷子，最后总会有某一人进餐。

用AND型信号量解决哲学家进餐问题

var chopstick:
	array[0...4] of semaphore := (1,1,1,1,1)

具体过程：

repeat 
	think;
	Swait(chopstick[(i+1) mod 5],chopstick[i]);
	eat
	SSingal(chopstick[(i+1) mod 5],chopctick[i]);
	think;
until false;

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