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计算机操作系统学习之哲学家进餐问题

运维笔记admin2025-02-213浏览0评论

一.问题描述

一个圆桌上坐着5名哲学家，每两个哲学家中间放着一根筷子，桌子中间放着一碗米饭。
只有当哲学家饥饿时，才会试图拿起左右两只筷子
如果筷子已经在他人的手里，则需等待
哲学家只有同时拿起两根筷子才能开始进餐
进餐完毕后，放下筷子继续思考
也就是进程需要同时持有两个临界资源才能开始工作

二.问题分析

相邻的哲学家对他们中间筷子的访问是互斥的
进程需要同时持有两个临界资源才能开始工作，那么最核心的问题就是资源分配不当造成的死锁现象
信号量设置：定义互斥信号量数组chopstick[5]={1,1,1,1,1}用于实现对五个筷子的互斥访问，并对哲学家按0~4编号，哲学家 i 左边的筷子编号为 i ，右边筷子的编号为(i+1)%5

避免死锁的方法：
（1）最多允许四个哲学家同时进餐，这样可以保证至少有一个哲学家是拿到左右两只筷子的
（2）使各哲学家拿筷子这件事互斥的进行
比如0号哲学家此时先开始吃饭，他会先对互斥信号量mutex进行P操作，再分别拿起左、右两双筷子，然后对互斥信号量执行V操作将其释放
此时如果1号哲学家也想要开始吃饭，那么他会先执行P(mutex)，然后当他想要拿起自己左边的筷子时，由于此时1号筷子被0号哲学家占用，那么1号哲学家进程会暂时阻塞在这里
如果此时有别的哲学家也想要开始吃饭，那么将他执行到P(mutex)时，由于1号哲学家此时还没有对互斥信号量mutex执行V操作，那么他是不能进行拿筷子这个操作的
也就是说即使一个哲学家只拿了一只筷子被阻塞，也不会有别的哲学家继续尝试拿筷子或者等待筷子被释放，那么就不会产生死锁现象

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