問題

有五個哲學家圍坐在一圓桌旁，桌中央有一盤通心粉，每人面前有一只空盤子，每兩人之間放一只筷子。每個哲學家的行為是思考，感到饑餓，然后吃通心粉。為了吃通心粉，每個哲學家必須拿到兩只筷子，并且每個人只能直接從自己的左邊或右邊去取筷子。
一個簡單的解法是，用一個信號量表示一支筷子，這五個信號量構成信號量數組，所有信號量初始值為1，第I個哲學家的活動課描述為：

semaphore chopstick[0…4] = {1,1,1,1,1}; Repeatthink;wait(chopstick[i]);wait(chopstick[(i+1) mod 5]);eat;signal(chopstick[i]);signal(chopstick[(i+1) mod 5]); until false;

若五位哲學家同時饑餓而各自拿起了左邊的筷子，這使五個信號量 chopstick 均為 0，當他們試圖去拿起右邊的筷子時，都將因無筷子而無限期地等待下去，即可能會引起死鎖。為防止死鎖發生，哲學家進餐問題的改進解法：
方法一：至多只允許四位哲學家同時去拿左筷子，最終能保證至少有一位哲學家能進餐，并在用完后釋放兩只筷子供他人使用。
方法二：僅當哲學家的左右手筷子都拿起時才允許進餐。
方法三：規定奇數號哲學家先拿左筷子再拿右筷子，而偶數號哲學家相反。
請用PV操作描述上述三種方法。

解決方法

方法一

至多只允許四位哲學家同時去拿左筷子，最終能保證至少有一位哲學家能進餐，并在用完后釋放兩只筷子供他人使用

int chopstick[5] = {1, 1, 1, 1, 1}; int man = 4; //最多4個人可以拿左筷子 Philosopher( int i ) { //第i個哲學家while( true ) {think();wait( man ); //拿左筷子的哲學家不超過4個wait( chopstick[i] );wait( chopstick[ (i+1)%5 ] );eat();signal( chopstick[i] );signal( chopstick[(i+1)%5] );signal( man );} }

方法二

僅當哲學家的左右手筷子都拿起時才允許進餐，否則將拿起的筷子放下

（1）為便于理解（2），先使用AND型信號量int chopstick[5] = {1, 1, 1, 1, 1}; Philosopher( int i ) {while( true ) {think();Swait( chopstick[i], chopstick[(i+1)%5] );eat();Ssignal( chopstick[i], chopstick[(i+1)%5] );} }(2) 使用PV操作// 使用加鎖方式，將取左右筷子的過程綁定為原子操作 int chopstick[5] = {1, 1, 1, 1, 1}; int muitex = 1; Philosopher( int i ) {while( true ) {think();wait( mutex );wait( chopstick[i] );wait( chopstick[(i+1)%5] );signal( mutex );eat();signal( chopstick[i] );signal( chopstick[(i+1)%5] );} }

方法三

規定奇數號的哲學家先拿起他左邊的筷子,然后再去拿他右邊的筷子;而偶數號的哲學家則相反

int chopstick[5] = {1, 1, 1, 1, 1}; Philosopher( int i ) {while( true ) {think();if( i % 2 ) { //奇數號哲學家wait( chopstick[i] );wait( chopstick[(i+1)%5] );} else { //偶數號哲學家wait( chopstick[(i+1)%5] );wait( chopstick[i] );}eat();signal( chopstick[i] );signal( chopstick[(i+1)%5] );} }

總結

以上是生活随笔為你收集整理的【操作系统】哲学家就餐问题的全部內容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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