控制台示例代码有效控制饥饿问题的方法

控制台示例代码有效控制饥饿问题的方法#include <iostream>
#include <thread>
#include <mutex>
#include <condition_variable>
// 定义全局变量
int num_of_forks = 5;
std::mutex mtx;
std::condition_variable cv;
// 哲学家线程函数
void philosopher(int id) {
while (true) {
// 开始思考
std::cout << "哲学家 " << id << " 正在思考" << std::endl;
std::this_thread::sleep_for(std::chrono::seconds(2));
// 尝试获取左边的叉子
std::unique_lock<std::mutex> lck(mtx);
while (num_of_forks == 0) {
// 没有叉子可用，等待其他哲学家放下叉子
cv.wait(lck);
}
num_of_forks--;
// 尝试获取右边的叉子
while (num_of_forks == 0) {
// 没有叉子可用，等待其他哲学家放下叉子
cv.wait(lck);
}
num_of_forks--;
// 开始进餐
std::cout << "哲学家 " << id << " 开始进餐" << std::endl; std::this_thread::sleep_for(std::chrono::seconds(2));
// 放下左边的叉子
num_of_forks++;
cv.notify_all();
// 放下右边的叉子
num_of_forks++;
cv.notify_all();
// 完成进餐
std::cout << "哲学家 " << id << " 结束进餐" << std::endl;
}
}
int main() {
// 创建5个哲学家线程
std::thread philosophers[5];
for (int i = 0; i < 5; i++) {
philosophers[i] = std::thread(philosopher, i);
}
// 主线程等待哲学家线程返回
for (int i = 0; i < 5; i++) {
philosophers[i].join();
}
return 0;
}
该示例代码用于展示一个经典的饥饿问题，即哲学家就餐问题的解决方法。

在这个问题中，有五位哲学家围坐在一张圆桌周围，桌上有五个餐叉。

每位哲学家需要同时拿起左右两边的餐叉才能进餐。

每位哲学家交替进行思考和进餐，但是由于资源（餐叉）有限，如果不进行有效的控制，可能会导致死锁或饥饿问题。

为了解决这个问题，我们使用互斥锁（mutex）和条件变量（condition_variable）进行同步和通信。

每位哲学家进入思考状态后，尝试获取左右两边的餐叉，如果没有餐叉可用，则等待其他哲学家放下餐叉的通知。

当哲学家成功获取左右两边的餐叉后，开始进餐，并在进餐完成后放下餐叉。

放下餐叉后，通过调用条件变量的notify_all()方法通知其他哲学家可以尝试获取餐叉。

这样，每位哲学家都有机会思考和进餐，避免了死锁和饥饿问题的发生。

在主函数中，我们创建了五个哲学家线程，并等待它们结束。

每个哲学家的思考和进餐过程都会通过控制台输出进行展示，以便直观地观察到哲学家的行为。

通过合理的同步和通信机制，可以有效地解决饥饿问题，保证每个哲学家都有机会进餐。