哲学家就餐问题

问题描述

5 位哲学家围坐圆桌，交替进行思考和就餐。桌上放着 5 根筷子，每两位相邻哲学家之间放一根。哲学家必须同时拿到左右两根筷子才能就餐。

死锁产生的原因

若每位哲学家都执行「先拿左筷、再拿右筷」，当 5 人同时拿起左筷时，每人持有一根、等待右筷 → 死锁！此时死锁四条件全部满足：互斥、持有并等待、不可抢占、循环等待。

方案一：限制同时就餐人数

最多允许 4 位哲学家同时尝试拿筷子（信号量 room = 4）。至少 1 根空闲，必有人能拿两根，破坏循环等待。

方案二：奇偶编号不同拿取顺序

偶数哲学家「先左后右」，奇数哲学家「先右后左」，打破对称性，不会形成循环等待。

方案三：同时拿起两根筷子（AND 信号量）

用 Swait(chopstick[i], chopstick[(i+1)%5]) 原子性地同时获取两根资源，破坏「持有并等待」。

方案四：服务员（管程）控制

用管程的 pickup / putdown 与 test(i) 调度，只有左右邻居都不在就餐时才允许就餐。