餐饮哲学家的问题指出,有5位哲学家共享一张圆桌,他们交替吃饭和思考。每个哲学家都有一碗饭和5根筷子。哲学家需要左右筷子才能吃饭。饿了的哲学家只有在两把筷子都齐备的情况下才可以吃东西,否则哲学家放下筷子,重新开始思考。
餐饮哲学家是一个经典的同步问题,因为它演示了一大类并发控制问题。
餐饮哲学家问题的一个解决方案是使用信号量代表筷子。可以通过在信号量上执行等待操作来拿起筷子,并通过执行信号量来释放筷子。
筷子的结构如下所示-
semaphore chopstick [5];
最初,筷子的元素被初始化为1,因为筷子在桌子上,而没有被哲学家拿起。
随机哲学家i的结构如下-
do { wait( chopstick[i] ); wait( chopstick[ (i+1) % 5] ); . . . EATING THE RICE . signal( chopstick[i] ); signal( chopstick[ (i+1) % 5] ); . . THINKING . } while(1);
在上述结构中,对筷子[i]和筷子[(i + 1)%5]执行第一等待操作。这意味着哲学家我已经拿起了他身边的筷子。然后执行进餐功能。
之后,对筷子[i]和筷子[(i + 1)%5]进行信号操作。这意味着我已经吃了哲学家,把筷子放到了他的身边。然后,哲学家回到思考。
上述解决方案确保了没有两个相邻的哲学家可以同时吃饭。但是此解决方案可能导致死锁。如果所有哲学家都同时拿起左筷子,可能会发生这种情况。然后他们都不吃,死锁发生。
一些避免死锁的方法如下-
桌子上最多应有四位哲学家。
偶数哲学家应先选择右筷子,然后左筷子,而奇数哲学家应先选择左筷子,然后右筷子。
仅当哲学家和哲学家同时可用时,才允许他们拿起筷子。