哲学家用餐问题
哲学家进餐问题的趣味例子
哲学家进餐问题的趣味例子
哲学家进餐问题是一个经典的计算机科学问题，用来展示并发编程中可能出现
的资源竞争和死锁问题。
这个问题的描述是：五位哲学家围坐在一张圆桌前，每位哲学家面前有一碗意面，但他们之间共享一把只能被一个人同时使用的餐叉。
每位哲学家需要先拿起右手边的餐叉，再拿起左手边的餐叉才能吃饭，吃完后放下餐叉继续思考问题。
如果哲学家之间同时试图拿起自己左右手边的餐叉，就会导致死锁问题，无法继续进餐。
这个问题的趣味例子在于通过这种抽象的场景，展现了并发编程中常见的竞争
和死锁问题。
实际上，哲学家进餐问题也可以被看作是对资源管理和同步机制的一种考验。
如果每位哲学家都按照固定的顺序拿餐叉，就不会发生死锁；而如果哲学家们都随机地尝试拿餐叉，就可能会出现资源竞争的问题，导致无法进餐。
这个问题的趣味之处在于，通过一个简单的场景，展示了复杂的并发编程中可
能出现的问题，让人们更加深入地理解并发编程中的挑战和技巧。
通过哲学家进餐问题的讨论，人们可以思考如何设计合理的同步机制和资源管理策略，避免竞争和死锁问题的发生，提高程序的并发性能和稳定性。
总的来说，哲学家进餐问题是一个充满趣味和启发的例子，能够帮助人们更好
地理解并发编程中的难点，同时也能够激发人们对于解决问题的创造力和思考能力。
通过这个例子的讨论，人们可以不仅仅学到技术知识，更能够培养出解决问题的能力和思维方式，为未来的学习和工作打下坚实的基础。
愿每位哲学家都能够顺利进餐，思考问题，探索未知的世界。
操作系统课程设计——哲学家进餐问题
操作系统课程设计——哲学家进餐问题1000字哲学家进餐问题是一个经典的多线程同步问题，在操作系统中有着广泛的应用。
因此，在操作系统课程设计中，探究哲学家进餐问题是一件非常有意义的事情。
哲学家进餐问题的场景是：五个哲学家围坐在一张圆桌前，每个哲学家的左右两侧有一只筷子，他们需要利用这两只筷子才能进餐。
每个哲学家有两种状态：思考和进餐。
当一个哲学家处于进餐状态时，他需要同时获取他左右两侧的筷子，进餐结束后，他会释放这两只筷子，进入思考状态。
在这个场景中，如果所有的哲学家都同时想要进餐，那么就可能会出现死锁情况，即所有的哲学家都拿到了左手边的筷子，但都无法拿到右手边的筷子，导致无法进餐。
因此，需要在代码中实现同步互斥机制，避免死锁的发生。
本课程设计中，我使用了Java语言来实现哲学家进餐问题。
在代码实现中，首先定义了哲学家、筷子、餐桌等对象，然后使用线程来模拟哲学家的思考和进餐过程。
为了避免死锁，我使用了Chandy/Misra算法，即每个哲学家先尝试去取左手边的筷子，如果取不到就不再继续等待，而是重新回到思考状态，等待下一个机会。
同时，当一个哲学家取到了左手边的筷子之后，如果发现右手边的筷子已被占用，他就会释放左手边的筷子，重新回到思考状态，等待下一个机会。
在实现过程中，我还使用了信号量机制，保证了线程间的同步互斥。
每个筷子都是一个二元信号量，初始为1，表示可用。
当一个哲学家拿起筷子时，他会将对应的信号量减1，表示不可用。
当哲学家用完筷子之后，会将对应的信号量加1，表示可用。
通过这种方式，实现了对筷子的访问同步。
最后，我对代码进行了测试，模拟了多位哲学家同时进行进餐的过程。
在测试中，我发现哲学家进餐的速度受到筷子的数量和哲学家思考进餐比例的影响。
当筷子数量少于哲学家数量时，容易出现死锁；当哲学家思考和进餐的时间相当时，程序的运行情况比较稳定。
总的来说，本课程设计实现了哲学家进餐问题，通过学习该问题，我更深入地理解了同步互斥机制的重要性，并学会了如何使用信号量来实现同步互斥。
五个哲学家吃饭问题详细解答
五个哲学家吃饭问题详细解答在一个阳光明媚的下午，五个哲学家聚在一起，准备享用一顿丰盛的午餐。
听起来很简单吧？但实际上，这顿饭可没那么容易！让我们来看看这群头脑发达的哲学家是如何在吃饭问题上纠结的。
1. 场景设定1.1 哲学家的基本设定这五位哲学家，一个比一个聪明。
他们分别是苏格拉底、柏拉图、康德、尼采和海德格尔。
你可以想象，他们脑袋里装的全是复杂的哲学思想，而不是食物的搭配。
所以，当这五位坐下来，面对一桌子美味的食物时，事情就开始变得有趣了。
1.2 吃饭的挑战问题来了：他们每个人都必须遵守一个规则——不可以同时吃饭，得轮流。
你想想，五个哲学家加上一个轮流吃饭的规则，这可真是“见鬼了”的挑战！想要吃上一口美味的菜，简直比推理一个哲学命题还难。
他们轮流吃饭的原则，真是把这顿饭变成了一场智力的较量。
2. 各自的哲学观2.1 苏格拉底的理性苏格拉底首先站出来，他一边抚摸着自己的胡须，一边说：“吃饭嘛，首先得用理性来解决问题。
”他鼓励大家先讨论，谁应该先吃，谁应该后吃。
他认为，只有通过理性对话，才能达到最佳的吃饭方案。
可是，你能想象吗？这一讨论持续了整整一个小时，食物都快冷掉了！2.2 柏拉图的理想接着柏拉图出场，他满脸严肃地说：“我们要追求理想的吃饭方式。
”他想出了一个绝妙的主意：每个人都应该依照自己的德性来决定吃的顺序。
结果，大家一顿争论，谁的德性更高？苏格拉底说他是智者，康德坚持说自己是道德之父，而尼采则跳出来，吼着“超人才能吃超好的饭！”搞得大家乱成一团，吃的机会又飞了。
3. 饥饿的对抗3.1 食物的诱惑这时，桌子上的食物开始散发出诱人的香气，真是令人垂涎欲滴。
五位哲学家每个人的肚子都开始抗议，仿佛在唱着“我们要吃饭”的歌。
吃饭这件事，从理性讨论变成了一场生存竞争。
每个人都在默默地想着：“快点！要是再不吃，我的哲学思想就要被饿死了！”3.2 轮流的尴尬最终，他们决定采取轮流吃饭的方式。
可当轮到康德的时候，他又开始喋喋不休，讲起了“绝对命令”的哲学，让其他人都想打瞌睡。
哲学家进餐问题
哲学家进餐问题1.问题描述：哲学家进餐问题描述有五个哲学家，他们的生活方式是交替地进行思考和进餐，哲学家们共用一张圆桌，分别坐在周围的五张椅子上，在圆桌上有五个碗和五支筷子，平时哲学家进行思考，饥饿时便试图取其左、右最靠近他的筷子，只有在他拿到两支筷子时才能进餐，该哲学家进餐完毕后，放下左右两只筷子又继续思考。
约束条件(1)只有拿到两只筷子时，哲学家才能吃饭。
(2)如果筷子已被别人拿走，则必须等别人吃完之后才能拿到筷子。
(3)任一哲学家在自己未拿到两只筷子吃完饭前，不会放下手中已经拿到的筷子。
2.求解方法(1).信号量的设置放在桌子上的筷子是临界资源，在一段时间内只允许一位哲学家使用，为了实现对筷子的互斥访问，可以用一个信号量表示筷子，由这五个信号量构成信号量数组。
semaphore chopstick[5] = {1,1,1,1,1};while(true){/*当哲学家饥饿时，总是先拿左边的筷子，再拿右边的筷子*/wait(chopstick[i]);wait(chopstick[(i+1)%5]);// 吃饭/*当哲学家进餐完成后，总是先放下左边的筷子，再放下右边的筷子*/signal(chopstick[i]);signal(chopstick[(i+1)%5]);}上述的代码可以保证不会有两个相邻的哲学家同时进餐，但却可能引起死锁的情况。
假如五位哲学家同时饥饿而都拿起的左边的筷子，就会使五个信号量chopstick都为0，当他们试图去拿右手边的筷子时，都将无筷子而陷入无限期的等待。
(2)避免死锁策略一原理：至多只允许四个哲学家同时进餐，以保证至少有一个哲学家能够进餐，最终总会释放出他所使用过的两支筷子，从而可使更多的哲学家进餐。
定义信号量count，只允许4个哲学家同时进餐，这样就能保证至少有一个哲学家可以就餐。
semaphore chopstick[5]={1,1,1,1,1};semaphore count=4; // 设置一个count，最多有四个哲学家可以进来void philosopher(int i){while(true){think();wait(count); //请求进入房间进餐 当count为0时 不能允许哲学家再进来了wait(chopstick[i]); //请求左手边的筷子wait(chopstick[(i+1)%5]); //请求右手边的筷子eat();signal(chopstick[i]); //释放左手边的筷子signal(chopstick[(i+1)%5]); //释放右手边的筷子signal(count); //退出房间释放信号量}}策略二原理：仅当哲学家的左右两支筷子都可用时，才允许他拿起筷子进餐。
哲学家就餐问题解决死锁的三种思路
哲学家就餐问题是计算机科学中一个经典的同步问题，它描述了五位哲学家围坐在圆桌前就餐，每位哲学家必须先拿起右边的餐具再拿起左边的餐具，但每次只能有一位哲学家拿起餐具就餐。
这个问题的关键在于如何避免死锁，即所有哲学家都拿起了右边的餐具，然后等待拿左边餐具的哲学家放下右边的餐具。
为了解决这个问题，计算机科学家提出了三种思路。
第一种思路是引入一个“服务生”，服务生负责给哲学家提供餐具，每次只允许一个哲学家向服务生请求餐具，这样就可以避免死锁。
然而，这种方法可能会引入新的竞争条件，服务生可能会成为新的瓶颈，从而降低系统的效率。
第二种思路是引入资源分级，为了避免死锁，可以给每个哲学家的餐具加上编号，要求哲学家先拿编号较小的餐具，再拿编号较大的餐具。
这样就可以避免死锁，但是可能会增加系统的复杂性，需要管理更多的资源状态。
第三种思路是破坏死锁的四个必要条件之一。
死锁发生的四个必要条件分别是互斥、请求并持有、不可剥夺和循环等待。
为了避免死锁，可以破坏其中一个或多个条件。
可以引入超时机制，当哲学家拿到一个餐具后，一定时间内没有获得另一个餐具，就放下手中的餐具，避免形成循环等待。
这种方法可以在不增加系统复杂性的情况下有效地解决死锁问题。
在我看来，这三种思路各有优缺点，要根据具体的场景和需求选择合适的方法。
不同的问题可能需要采用不同的思路来解决，需要权衡各种因素来做出最佳的决策。
哲学家就餐问题是一个充满哲学思考的经典问题，它不仅考察了计算机科学中的同步与互斥问题，更可以引发我们对于资源分配、竞争条件和系统设计的深入思考。
通过对哲学家就餐问题的深入理解，我们可以更加灵活地运用不同的思路解决实际中的问题，让我们的系统更加健壮和高效。
结语：通过对哲学家就餐问题的深入探讨，我们可以发现在计算机科学中，解决死锁问题有很多种思路，每种思路都有其独特的优缺点。
只有充分理解这些思路并根据具体情况做出权衡，才能更好地解决实际中遇到的死锁问题。
哲学家就餐问题的算法实现
哲学家就餐问题的算法实现哲学家就餐问题是一个经典的并发计算问题，描述了五个哲学家围坐在一张圆桌前，每个人面前有一碟食物，并且每两个哲学家之间共享一只叉子。
每个哲学家可以执行两个操作：思考和就餐。
当一个哲学家就餐时，他需要同时拿起他的左右两只叉子，并且在就餐完毕后放下叉子。
这个问题的难点在于如何解决可能出现的死锁情况，即每个哲学家都拿起了自己左边的叉子，然后都在等待右边的叉子。
为了避免死锁，需要设计一个算法来保证每个哲学家都能够正确地就餐。
以下是一个可能的解决方案，称为"资源分级"算法：1. 为每个哲学家设计一个状态变量，并初始化为"思考"状态。
2. 每个叉子也有一个状态变量，初始状态为"可用"。
3. 当一个哲学家想要就餐时，他必须拿起他的左右两只叉子。
但是如果有一只或两只叉子已经被其他哲学家持有，他必须等待。
4. 当一个哲学家拿起了他的左右两只叉子时，他可以开始就餐，并将状态变量更新为"就餐"状态。
5. 当一个哲学家就餐完毕后，他将叉子放回桌子上，并将状态变量更新为"思考"状态。
6. 如果一个哲学家发现无法同时拿到他的左右两只叉子，他需要先放下已经持有的叉子，并将状态变量更新为"等待"状态。
然后他等待其他哲学家释放叉子的资源，并尝试再次拿起他的左右两只叉子。
以上是一个简单的"资源分级"算法，可以避免死锁的发生。
但是这个算法可能会导致一些哲学家始终处于等待状态，无法实现公平性。
为了解决这个问题，可以使用更复杂的算法，如Chandy/Misra解法或Dijkstra解法，这些算法可以实现更公平的资源分配。
总结起来，哲学家就餐问题是一个经典的并发计算问题，可能会引发死锁情况。
通过设计合理的算法，如"资源分级"算法或更复杂的解法，可以解决这个问题并保证公平性。
哲学家进餐问题
哲学家进餐问题5 个不讲卫生的哲学家围绕一张圆桌而坐，桌子上放着5 支筷子，每两个哲学家之间放一支；哲学家的动作包括思考和进餐，进餐时需要同时拿起他左边和右边的两支筷子，思考时则同时将两支筷子放回原处。
解法一：semaphore Fork[4]={0,1,2,3,4};philosopher_i(){Thinking;Being hungry;P(Fork[i mod 5]);P(Fork[(i + 1) mod 5]);Eating;V(Fork[i mod 5]);V(Fork[(i + 1) mod 5]);}这种解法存在问题，会导致死锁，假如5 个哲学家同时饥饿而各自拿左边的筷子时，会导致5 个筷子的信号量均为0，当他们试图拿右边的筷子时，都将因没有筷子而无限等待。
对于这种死锁问题，可以采用以下几种解决方法：1）仅当哲学家的左右筷子均可用时，才允许其进餐。
（即用AND 信号量机制解决）解法如下：Semaphore array[5]={1,1,1,1,1};Philosopher_i() //i=0,1,2,3,4{While(ture){Think;Sswait(chopstick[(i+1)mod5],chopstick[i]);Eat;Ssignal(chopstick[(i+1)mod5],chopstick[i]);}}2）规定奇数号哲学家先拿左边筷子，然后拿右边筷子；而偶数号哲学家相反。
解法如下：semaphore c[5]={1,1,1,1,1}; 初值均为1；philosopher_i() //i=0,1,2,3,4{If(i mod 2 != 0) //判断是否为奇数号哲学家{ //若为奇数号哲学家先拿左边筷子P(c[i]);P(c[i + 1] mod 5);Eating;V(c[i]);V(c[i + 1] mod 5);}else //若为偶数号哲学家先拿右边筷子{P(c[i + 1] mod 5);P(c[i]);Eating;V(c[i + 1] mod 5);V(c[i]);}}关于解决信号量问题的解题思路：主要是看看进程等的信号和要发出的信号是什么，理清思路。
哲学家进餐问题
实验描述：五个哲学家围成一圈，每两人之间有一支筷子。
五个哲学家任务（#1、#2、#3、#4、#5）主要有两种状态：思考（即睡眠一段时间）和就餐。
每个哲学家任务在就餐前必须申请并获得一左一右两支筷子，就餐完毕后释放这两支筷子。
任意一个哲学家在自己未拿到两只筷子吃饭前不会放下手中拿到的筷子。
一共有五支筷子，在该实验中用了五个互斥信号量来代表，每个信号量的初始值为1，当某个哲学家可以同时得到两根筷子（同时P两个信号量返回）时可以用餐，否则阻塞等待中。
用餐后需要同时V一下两个信号量，让其他进程可以P成功。
本实验在windows下进行。
源码：#include "stdio.h"#include "stdlib.h"#include "windows.h"#include "process.h"#include "iostream"using namespace std; //命名空间std内定义的所有标识符都有效#define N 5 //哲学家数目#define R(x) (x)//左边筷子#define L(x) ((x+1)%N)//右边筷子HANDLE hMutex[N]; //定义数组存放哲学家DWORD WINAPI MyThread(LPVOID lpParameter); //返回DWORD的API 函数voidpick_up(int me){if(me==0){WaitForSingleObject(hMutex[L(me)],INFINITE);//拿起左边的筷子printf("#%d pick up %d/n",me,L(me));Sleep(1000);WaitForSingleObject(hMutex[R(me)],INFINITE);//拿起右边的筷子printf("#%d pick up %d/n",me,R(me));Sleep(1000);}else{//防止死锁WaitForSingleObject(hMutex[R(me)],INFINITE);//拿起右边的筷子printf("#%d pick up %d/n",me,R(me));Sleep(1000);WaitForSingleObject(hMutex[L(me)],INFINITE);//拿起左边的筷子printf("#%d pick up %d/n",me,L(me));Sleep(1000);}}voidput_down(int me){ReleaseMutex(hMutex[R(me)]);//放下右边的筷子ReleaseMutex(hMutex[L(me)]);//放下左边的筷子}DWORD WINAPI MyThread(LPVOID lpParameter){int* me=(int *)lpParameter;pick_up(*me);Sleep(1000);printf("#%d is eating.../n",*me);put_down(*me);printf("#%d is thinking.../n",*me);return 1;}int main(intargc, char* argv[]){intThrdNo[5];DWORD dw;inti;for(i=0;i<N;i++)hMutex[i]=CreateMutex(NULL,FALSE,NULL);for(i=0;i<N;i++){ThrdNo[i]=i;CreateThread(NULL,0,MyThread,&ThrdNo[i],NULL,&dw); }Sleep(60000);return 0;}运行结果：可能一可能二结果分析：运行时可能交替出现两种结果。
操作系统-哲学家就餐问题
一、问题描述：有五个哲学家围坐在一圆桌旁，桌中央有一盘通心粉，每人面前有一只空盘子，每两人之间放一只筷子每个哲学家的行为是思考，感到饥饿，然后吃通心粉.为了吃通心粉，每个哲学家必须拿到两只筷子，并且每个人只能直接从自己的左边或右边去取筷子二、防止死锁发生的分配方式：仅当一个哲学家左右两边的筷子都可用时，才允许他拿筷子。
这样要么一次占有两只筷子（所有线程需要的资源）进行下一步的吃通心粉，然后释放所有的资源；要么不占用资源，这样就不可能产生死锁了。
三、产生死锁的分配方式：当筷子（资源）可用时，先分配左边的筷子，等待一会后再分配右边的筷子，由于这个过程中，左边的筷子一直没有释放，就有可能产生死锁了。
四、程序运行说明程序运行过程中会弹出一个MessageBox提示操作者操作：1．第一个对话框用于选择运行模式a．选择yes 表示采用的是运行的防止死锁的方式，这样的话整个程序可以一直运行下去，不会产生死锁。
b．选择no 表示运行产生死锁的方式会弹出第二个对话框。
2．第二个对话框用于选择运行时，线程运行的时间a. 选择 res 线程时间比较短，很快就可以死锁b．选择no 线程时间跟选择yes 时候的时间差不多，产生死锁的时间稍微长一点五、关于哲学家就餐问题的程序代码分析：A. Dining.c变量说明：函数说明：B．Mutex.c函数说明：1. DWORD WINAPI PhilosopherThread(LPVOID pVoid)哲学家进程：用于分配给哲学家筷子（资源）通过开始运行时候的对话框的选择来控制资源的分配方式：两中分配方式见二、三所述。
通过随机产生的时间来控制线程的运行，每个哲学家的状态都是resting waiting eating,一直循环。
2．int Diner(void)用于建立互斥的信号对象（筷子）和启动哲学家进程。
哲学家就餐问题的算法实现
哲学家就餐问题的算法实现在哲学家就餐问题中，假定有五位哲学家围坐在一张圆桌旁，每位哲学家面前都放着一碗意面和一把叉子。
这五位哲学家中的每位都有两种活动，一种是思考，一种是就餐。
但是，这五位哲学家只有五支叉子共用，也就是说，每个哲学家只能在自己左右两边分别拿起一把叉子。
若这五位哲学家中有若干人同时拿着左手边的叉子，或者同时拿着右手边的叉子，那么他们都无法就餐。
这时，就需要找到一种算法来解决这个问题。
解法一：Chandy/Misra解法Chandy/Misra解法是一种分布式算法，它的思路是使得每一位哲学家都向右边的人要叉子。
一旦它们都拿到了右边的叉子，就会开始就餐，然后把左右两个叉子都放回去。
这种算法的优点是它具有分布式系统的特点，不会造成资源竞争，而且在算法处理结束后，所有人都不会处于饥饿状态。
但是，这种算法实现的难度比较大，因为需要每个哲学家都向右边的人要叉子，而且需要考虑异常情况。
解法二：Dijkstra解法Dijkstra解法也被称为银行家算法，它的思路是让每一位哲学家先拿一支叉子，只有拿到两支叉子后，才可以开始就餐。
一旦就餐结束，哲学家就将叉子放回去。
这种算法的优点是它比较简单，易于实现。
但是，如果有一位哲学家先拿了一支叉子并且不再释放，那么其他哲学家就会陷入死锁状态。
解法三：Semaphore解法Semaphore解法是以信号量为基础的算法，它的思路是对每支叉子定义一个信号量，并使用信号量来控制哲学家与叉子之间的关系。
一旦一个哲学家想要就餐，就需要请求两个叉子的信号量，如果请求不到，则会被阻塞。
这种算法的优点是它具有可扩展性，而且可以支持多个进程同时使用资源。
但是，它比较复杂，可能会导致死锁。
结论在实际开发中，我们可以根据自己的需求选择合适的算法来解决哲学家就餐问题。
如果要求系统具有分布式系统的特点，可以使用Chandy/Misra解法；如果要求简单易行和易于实现，可以使用Dijkstra解法；如果要求可扩展性和支持多进程，可以选择Semaphore解法。
哲学家就餐问题解决死锁的三种思路
哲学家就餐问题解决死锁的三种思路哲学家就餐问题解决死锁的三种思路一、引言哲学家就餐问题是计算机科学中一个经典的并发算法问题，其旨在通过模拟哲学家进餐的过程来展示并发编程中可能出现的死锁情况及解决方法。
在这个问题中，有五个哲学家坐在一张圆形桌子周围，每个哲学家有自己的饭碗和叉子。
他们的生活习惯是交替思考和进餐：当一个哲学家思考时，他将放下叉子，尝试从左右两边的邻居那里得到两个叉子以进行用餐；当一个哲学家吃饭时，他会用完两个叉子，然后放下叉子并继续思考。
问题的关键是如何避免哲学家之间发生死锁，即每个哲学家都拿起了自己右边的叉子，而没有一个人能拿到他左边的叉子。
本文将介绍三种解决死锁问题的思路。
二、解决思路一：资源分级资源分级的思路是将叉子进行分级，例如将五个叉子从1到5进行编号。
对于每个哲学家，他必须先尝试获得数字较小的叉子，然后才能尝试获取数字较大的叉子。
这样做的目的是避免所有哲学家同时尝试获取同一个叉子，从而导致死锁的发生。
当一个哲学家需要进餐时，他必须先获取编号较小的叉子，然后尝试获取编号较大的叉子。
如果他无法获取到编号较小的叉子，他就会放下已经获取的叉子，并释放已经占用的资源。
这样，其他哲学家就有机会获取叉子继续进餐。
这种思路可以有效地解决死锁问题。
三、解决思路二：资源分配顺序资源分配顺序的思路是约定哲学家获取叉子的顺序。
在这种思路中，我们可以为每个哲学家分配一个固定的顺序，例如从1到5。
按照这个顺序，哲学家们必须按照排列顺序尝试获取叉子。
当一个哲学家需要进餐时，他会按照规定的顺序尝试获取叉子。
如果他无法获取到所需的叉子，他就会放下已经获取的叉子，并释放已经占用的资源。
这样，其他哲学家就有机会获取叉子继续进餐。
通过约定获取资源的顺序，我们可以避免死锁的发生。
四、解决思路三：资源剥夺法资源剥夺法的思路是当一个哲学家尝试获取叉子时，如果他无法获取到所需的叉子，他将放下已经获取的叉子并等待一段时间后重试。
哲学家进餐问题(操作系统)
哲学家进餐问题(操作系统)哲学家进餐问题(操作系统)1.简介1.1 背景介绍哲学家进餐问题是计算机科学中一个经典的并发问题，最早由Edsger Dijkstra在1965年提出。
1.2 问题描述问题的场景是五位哲学家围坐在一张圆桌前，每个哲学家面前有一碗饭和一根筷子。
哲学家需要交替地思考和进餐，但是他们只能使用左右两边的筷子来进餐。
1.3 目标设计一个算法来保证哲学家们能够交替地进餐，同时避免死锁和饥饿现象的发生。
2.解决方案2.1 简单解法一个简单的解法是给每个哲学家编号，规定奇数号哲学家先拿左边的筷子，偶数号哲学家先拿右边的筷子。
当一个哲学家需要拿筷子时，他会先检查他的两边是否有其他哲学家正在使用，如果没有，他就可以拿起两边的筷子进餐。
否则，他需要等待直到两边的筷子都可用。
2.2 改进解法上述简单解法可能会导致死锁问题。
为了避免死锁，我们可以引入资源分级的概念。
每个筷子被分为两个等级，分别是主要资源和次要资源。
哲学家需要按照顺序来获取资源，例如，先获取主要资源，然后获取次要资源。
3.算法实现3.1 数据结构我们可以使用一个数组来表示圆桌上的五个筷子，同时使用一个锁数组来表示每个筷子的状态（是否被占用）。
3.2 算法流程在哲学家进餐问题中，每个哲学家都需要经历思考和进餐两个过程，我们可以使用线程来模拟这两个过程。
4.算法分析4.1 死锁问题通过引入资源分级的概念，我们成功避免了死锁问题的发生。
每个哲学家按照顺序获取资源，不会出现他们都在等待同一个资源的情况。
4.2 饥饿问题在我们的算法中，每个哲学家都会交替地进餐和思考，因此不会出现饥饿问题。
5.附件本文档暂无附件。
6.法律名词及注释6.1 死锁死锁是指在并发系统中，两个或多个进程或线程无限期地互相等待对方所占有的资源的情形。
6.2 饥饿饥饿是指某个进程或线程因无法获得所需的资源而无法继续执行的情况。
哲学家进餐问题
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哲学家进餐问题的应用
操作系统线程同步 生活中人行马路同步
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解决问题的办法
A．原理：至多只允许四个哲学家同时进餐,以保 证至少有一个哲学家能够进餐,最终总会释放出他 所使用过的两支筷子,从而可使更多的哲学家进餐。 以下将room 作为信号量，只允许4 个哲学家同时 进入餐厅就餐，这样就能保证至少有一个哲学家 可以就餐，而申请进入餐厅的哲学家进入room 的 等待队列，根据FIFO 的原则，总会进入到餐厅就 餐，因此不会出现饿死和死锁的现象。
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以上两个问题反映的是程序并发执行时进 程同步的两个关键问题：饥饿和死锁。为 了提高系统的处理能力和机器的利用率， 并发程序被广泛地使用，因此，必须彻底 解决并发程序执行中的死锁和饥饿问题。
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于是，哲学家问题推广为更一般性的n个进 程和m个共享资源的问题，并在研究过程中 给出了解决这类的问题的不少方法和工具， 如Pertri网、并发程序设计语言等。
如何协调5位置学家的生活进程，使得每位 哲学家最终都可以进餐？
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考虑下面的两种情况。
（1）哲学家的生活进程，当所有的哲学家都同时 拿起左手筷子时，则所有哲学家都将拿不到右手 筷子，并处于等待状态，那么，哲学家都将无法 进餐，最终饿死。
（2）将哲学家的生活进程修改为当拿不到右手筷 子时，就放下左手筷子。但是，可能在一个瞬间， 所有的哲学家都同时拿起左手筷子，则自然拿不 到右手筷子，于是同时放下左手筷子，等一会， 又同时拿起左手筷子，如此重复下去，则所有的 哲学家都将无法进餐。
哲学家进餐
哲学家供餐问题是计算机科学家递杰斯 特拉提出的，问题是这样描述的：人的面 前有一碗面条，碗的两旁各有一只筷子.假 设哲学家的生活除了吃饭就是思考问题， 吃饭的时候需要左手拿一只筷子，右手拿 一只筷子，然后开始进餐。吃完后将两只 筷子放回原处，继续思考问题。
哲学家就餐问题解释
哲学家就餐问题是在计算机科学中的一个经典问题，用来演示在并行计算中多线程同步(Synchronization)时产生的问题。
在1971年，著名的计算机科学家艾兹格·迪科斯彻提出了一个同步问题，即假设有五台计算机都试图访问五份共享的磁带驱动器。
稍后，这个问题被托尼·霍尔重新表述为哲学家就餐问题。
这个问题可以用来解释死锁和资源耗尽。
哲学家就餐问题可以这样表述，假设有五位哲学家围坐在一张圆形餐桌旁，做以下两件事情之一：吃饭，或者思考。
吃东西的时候，他们就停止思考，思考的时候也停止吃东西。
餐桌中间有一大碗意大利面，每两个哲学家之间有一只餐叉。
因为用一只餐叉很难吃到意大利面，所以假设哲学家必须用两只餐叉吃东西。
他们只能使用自己左右手边的那两只餐叉。
哲学家就餐问题有时也用米饭和筷子而不是意大利面和餐叉来描述，因为很明显，吃米饭必须用两根筷子。
哲学家从来不交谈，这就很危险，可能产生死锁，每个哲学家都拿着左手的餐叉，永远都在等右边的餐叉（或者相反）。
即使没有死锁，也有可能发生资源耗尽。
例如，假设规定当哲学家等待另一只餐叉超过五分钟后就放下自己手里的那一只餐叉，并且再等五分钟后进行下一次尝试。
这个策略消除了死锁（系统总会进入到下一个状态），但仍然有可能发生“活锁”。
如果五位哲学家在完全相同的时刻进入餐厅，并同时拿起左边的餐叉，那么这些哲学家就会等待五分钟，同时放下手中的餐叉，再等五分钟，又同时拿起这些餐叉。
在实际的计算机问题中，缺乏餐叉可以类比为缺乏共享资源。
一种常用的计算机技术是资源加锁，用来保证在某个时刻，资源只能被一个程序或一段代码访问。
当一个程序想要使用的资源已经被另一个程序锁定，它就等待资源解锁。
当多个程序涉及到加锁的资源时，在某些情况下就有可能发生死锁。
例如，某个程序需要访问两个文件，当两个这样的程序各锁了一个文件，那它们都在等待对方解锁另一个文件，而这永远不会发生。
[编辑]服务生解法一个简单的解法是引入一个餐厅服务生，哲学家必须经过他的允许才能拿起餐叉。
操作系统哲学家就餐问题实验报告
操作系统哲学家就餐问题实验报告实验目的：通过实验探究操作系统中的哲学家就餐问题，了解并掌握解决该问题的不同算法。
实验原理：哲学家就餐问题是一个典型的并发控制问题，该问题描述了一群哲学家围坐在圆桌上，每个哲学家左右两边各有一只筷子，哲学家只有同时拿到左右两只筷子时才能进餐，进餐完毕后将筷子放回桌面。
该问题的解决涉及到互斥、死锁、饥饿等并发问题。
实验步骤：1. 实现基于信号量的解法：- 为每个哲学家和筷子创建一个信号量；- 哲学家进入就餐前先检查左右两只筷子是否可用；- 若可用，则将左右两只筷子设置为不可用，并进餐；- 进餐完毕后将左右两只筷子设置为可用。
2. 实现基于管程的解法：- 哲学家类中定义进餐和放下筷子的方法；- 使用一个互斥锁来确保每次只有一个哲学家能进入管程；- 当某个哲学家想要进餐时，先检查是否有足够的筷子可用；- 若可用，则进入进餐方法，将筷子设置为不可用，并开始进餐； - 进餐完毕后，释放筷子并通知其他哲学家。
3. 运行实验程序，观察哲学家的就餐过程。
4. 分析实验结果，比较两种算法的优缺点。
实验结果与分析：通过观察实验程序运行的结果，可以发现在基于信号量的解法中，哲学家的就餐过程是以并发的方式进行的，每个哲学家在不产生死锁的前提下获取到筷子并进餐。
但是，由于每个哲学家只能同时拿到一只筷子，有可能会出现饥饿的情况，即某个哲学家一直无法获取到筷子进餐。
而基于管程的解法则能够避免饥饿的问题，每个哲学家在进餐前都会检查是否有足够的筷子可用，若不可用则等待。
通过互斥锁的使用，确保每次只有一个哲学家能够进入管程进行操作，避免了并发产生的问题。
综上所述，基于管程的解法相对于基于信号量的解法更加可靠，能够避免饥饿问题的出现。
但是在实际应用中，两种解法的选择还需要根据具体情况进行权衡和取舍。
有效的解决哲学家就餐问题的方法
有效的解决哲学家就餐问题的方法有效的解决哲学家就餐问题的方法引言哲学家就餐问题是一个经典的并发算法问题，描述了五个哲学家围坐在圆桌旁，需要通过共享的筷子来进行进餐的场景。
在这个问题中，每个哲学家需要交替地进行思考和进餐，而他们的进餐需要两根筷子。
解决方法为了有效地解决哲学家就餐问题，我们可以采用以下几种方法：1.资源分级分配：引入一个资源分级机制，确保每个哲学家在进餐时仅能获得特定的筷子，而非两根。
这样一来，将不会出现所有哲学家同时拿起自己左边的筷子的情况，从而避免死锁。
2.奇偶策略：将哲学家分为奇数和偶数两组，奇数组先尝试获取左边的筷子，偶数组先尝试获取右边的筷子。
通过交替获取筷子的方式，可以避免所有哲学家同时获取同一边筷子的情况，降低死锁可能性。
3.资源分配顺序：当一个哲学家准备就餐时，他需要按照特定的顺序获取筷子，而不是随机选择。
通过确定筷子获取的顺序，可以规避潜在的死锁情况。
4.资源抢占：引入资源抢占的机制，当一个哲学家尝试获取筷子时，如果发现对应的筷子已被其他哲学家占用，他可以选择尝试获取其他筷子，或者等待一段时间后再次尝试。
这样可以有效避免死锁，并提高吞吐量。
5.动态调整资源：根据当前进餐的哲学家数量，动态调整可用的筷子资源。
当哲学家数量较少时，可以减少筷子的个数，避免资源浪费；当数量较多时，则需要增加筷子的个数，保证所有哲学家都能同时用餐。
结论哲学家就餐问题是一个常见的并发问题，通过采用上述方法中的一种或多种，可以有效解决死锁和资源浪费的问题，提高整体的系统效率和可靠性。
在实际应用中，需要根据场景的具体需求和系统特点选择合适的方法，并进行适当优化。
6.基于信号量的解决方案：使用信号量作为同步工具，每个哲学家尝试获取筷子时需要先获取两个信号量，表示左右两只筷子的可用性。
当某个哲学家无法获取到两个信号量时，则放弃当前的操作，等待一段时间后再次尝试。
这种方法可以有效防止死锁的发生。
7.餐位限制：通过限制同时进餐的哲学家人数来解决就餐问题。
有效的解决哲学家就餐问题的方法
有效的解决哲学家就餐问题的方法
哲学家就餐问题是一个经典的并发编程问题，旨在探讨资源竞争和死锁等并发编程中的困境。
这个问题涉及一组哲学家坐在圆桌周围，并尝试进行思考和就餐。
每个哲学家之间有一只餐叉，而就餐需要同时拿到两只餐叉。
问题的关键在于如何确保每个哲学家都能成功就餐，同时避免死锁情况的发生。
以下是一些有效的解决哲学家就餐问题的方法：
1. 资源分级分配：引入资源分级分配的概念，让哲学家按照顺序获取餐叉。
例如，可以规定哲学家必须先拿起左边的餐叉，再拿起右边的餐叉，或者规定只有在两边的餐叉都可用时才可以同时拿起。
2. 割舍法：引入一个资源管理者（或者称为仲裁者），负责控制哲学家的资源访问。
当哲学家要就餐时，必须向资源管理者申请获取餐叉的许可。
资源管理者可以限制同时就餐的哲学家数量，避免资源竞争和死锁。
3. 破坏循环等待条件：每个哲学家都可以按照固定的顺序去获取餐叉，比如按照序号从小到大的顺序。
这样可以避免出现所有哲学家都拿起了一个餐叉但无法获取到第二只餐叉的死锁情况。
4. 引入超时机制：设置一个超时时间，在等待获取餐叉的过程中如果超过了超时时间仍未获得所需资源，哲学家将释放已经获得的资源并稍后再试，以避免陷入死锁。
5. 资源共享与互斥：使用信号量、互斥锁或其他并发编程机制，确保每次只有一个哲学家可以访问餐叉，其他哲学家必须等待。
这些方法都有助于解决哲学家就餐问题中的资源竞争和死锁情况。
但需要注意的是，并发编程问题的解决方法可能会因编程语言、操作系统和具体情境而有所不同，因此在实际应用中需要根据具体情况选择和调整解决方案。
哲学家进餐问题
1．哲学家进餐问题：(1) 在什么情况下5 个哲学家全部吃不上饭？考虑两种实现的方式，如下：A.算法描述：void philosopher(int i) /*i：哲学家编号，从0 到4*/{while (TRUE) {think( ); /*哲学家正在思考*/take_fork(i); /*取左侧的筷子*/take_fork((i+1) % N); /*取左侧筷子；％为取模运算*/eat( ); /*吃饭*/put_fork(i); /*把左侧筷子放回桌子*/put_fork((i+1) % N); /*把右侧筷子放回桌子*/}}分析：假如所有的哲学家都同时拿起左侧筷子，看到右侧筷子不可用，又都放下左侧筷子，等一会儿，又同时拿起左侧筷子，如此这般，永远重复。
对于这种情况，即所有的程序都在无限期地运行，但是都无法取得任何进展，即出现饥饿，所有哲学家都吃不上饭。
B．算法描述：规定在拿到左侧的筷子后，先检查右面的筷子是否可用。
如果不可用，则先放下左侧筷子，等一段时间再重复整个过程。
分析：当出现以下情形，在某一个瞬间，所有的哲学家都同时启动这个算法，拿起左侧的筷子，而看到右侧筷子不可用，又都放下左侧筷子，等一会儿，又同时拿起左侧筷子……如此这样永远重复下去。
对于这种情况，所有的程序都在运行，但却无法取得进展，即出现饥饿，所有的哲学家都吃不上饭。
(2) 描述一种没有人饿死（永远拿不到筷子）算法。
考虑了四种实现的方式（A、B、C、D）：A．原理：至多只允许四个哲学家同时进餐,以保证至少有一个哲学家能够进餐,最终总会释放出他所使用过的两支筷子,从而可使更多的哲学家进餐。
以下将room 作为信号量，只允许4 个哲学家同时进入餐厅就餐，这样就能保证至少有一个哲学家可以就餐，而申请进入餐厅的哲学家进入room 的等待队列，根据FIFO 的原则，总会进入到餐厅就餐，因此不会出现饿死和死锁的现象。
伪码：semaphore chopstick[5]={1，1，1，1，1};semaphore room=4;void philosopher(int i){while(true){think();wait(room); //请求进入房间进餐wait(chopstick[i]); //请求左手边的筷子wait(chopstick[(i+1)%5]); //请求右手边的筷子eat();signal(chopstick[(i+1)%5]); //释放右手边的筷子signal(chopstick[i]); //释放左手边的筷子signal(room); //退出房间释放信号量room}}B．原理：仅当哲学家的左右两支筷子都可用时,才允许他拿起筷子进餐。
哲学家就餐问题解决方案
哲学家就餐问题解决方案
1. 哎呀呀，哲学家就餐问题啊！咱可以试试这样，就像拼图一样，把各种口味、各种菜品都摆在一起，看看能不能拼成一个完美的“美食地图”。
比如柏拉图喜欢思考，那就给他来一份精致的沙拉，边吃边想呗。
2. 嘿，为什么不搞个主题餐厅呢？像开个“哲学沙龙餐厅”，大家边吃边探讨深奥的问题呀。
就好像孔子和他的弟子们围坐一起讲学吃饭那样，多有意思！苏格拉底肯定超爱这种氛围。
3. 要不，给哲学家们来个定制菜单吧！根据他们的哲学理念来配餐，这不是超酷吗？老子主张自然无为，那就给他上些清淡自然的食物。
这就好像为他们量身打造的衣服一样合适。
4. 哎呀，我们可以搞些哲学趣味餐具呀！比如餐盘上印着各种哲学名言，吃着吃着还能激发灵感呢。
这不就跟阿基米德在浴缸里发现浮力原理似的嘛！
5. 或者，举办哲学美食节怎么样？把哲学家们喜欢的食物都集中起来，那场面，肯定火爆。
这就如同一场哲学的盛宴，亚里士多德肯定会成为其中最闪亮的嘉宾。
6. 让服务员也都变成哲学小达人呀，能和哲学家们聊聊哲学顺便推荐菜品。
就像伯牙子期遇到懂他音乐的人一样，多棒！尼采遇到这样的服务员想必也会很开心。
7. 可以建个哲学美食交流群呀，大家在里面分享好吃的和哲学见解。
这不就相当于给哲学家们搭了个专属的交流平台嘛，毕达哥拉斯肯定会积极发言的。
8. 干脆来个哲学厨艺大比拼吧，让哲学家们也参与进来。
这多好玩呀，就好像他们在哲学战场上辩论一样激烈。
我觉得要解决哲学家就餐问题，就得有创意又有趣，让他们在享受美食的同时也能沉浸在哲学的氛围里。
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哲学家一（线程一函数）
读懂整 个程序。 请写出其余两个线程 的函数Thread2Proc 和 Thread3Proc ，使他们 都先取右边的筷子， 后取左边的筷子。执 行，写出实验结果或 现象。回答问题（3）
（2）描述一个既没有两座同时吃饭，又没有人饿死（永远拿 到到筷子）的算法。
• 对上面的程序Байду номын сангаас行改进，完成题目（2）要求。
选做题：
• 根据以前做过的实验，把算法移植到给定的图形用户界 面(GUI)框架程序中，每个线程创建自己的窗口，每个哲 学家的吃饭和取筷子信息显示在自己的窗口界面中，每 个窗口中右键单击时开始取筷子和吃饭的过程。 • 为降低图形化开发的难度，可以只设计三个哲学家线程， 每个线程设计自己的线程函数（即不合并线程函数）。 • 执行时以各种顺序在三个窗口中右击，验证执行结果。
• 思考：改变放下左右两边的筷子的顺序会有影 响吗？验证执行。
程序改进二： 把三个线程函数合并成一个统一的线程函数，哲学家的编号由 线程的函数参数传入，根据前面的程序代码完成省咯号处的设 计，并完成主函数的相应修改。执行，记录结果。
DWORD WINAPI ThreadProc( LPVOID lpParameter ) { int index; index=*(int *)lpParameter; …… return 0; } int main() { int num=1; h_Thread[0]=CreateThread(NULL,0 ,ThreadProc,&num ,0,NULL); num++; h_Thread[1]=CreateThread(NULL,0 ,ThreadProc,&num ,0,NULL); num++; h_Thread[2]=CreateThread(NULL,0 ,ThreadProc,&num ,0,NULL); }
实验：哲学家用餐问题
设有5个哲学家，共享一张放有五把椅子的桌子，每人分得一 把椅子。但是，桌子上总共只有5支筷子，在每人两边分开各 放一支，哲学家们在肚子饥饿时才试图分两次从两边拾起筷 子就餐。 条件： （1）只有拿到两支筷子时，哲学家才能吃饭 （2）如果筷子已在他人手上，则该哲学家必须等到他人吃完 之后才能拿到筷子。 （3）任一哲学家在自己未拿到两去筷子吃饭之前，决不放下 自己手中的筷子。 试解答以下问题： （1）描述一个保证不会出现两个邻座同时要求吃饭的通信算 法。 （2）描述一个既没有两座同时吃饭，又没有人饿死（永远拿 到到筷子）的算法。 （3）什么 情况下，5人全吃不上饭？
程序改进三： 把#define NUM 3语句中的3 改成5，把主函数中的三个创建线 程的语句用循环实现。执行，记录结果，分析问题产生的原因， 并解决。
提示：线程函数的参数值有可能是取到在主函数中的循环进入 下一轮时（即循环变量i值已经变化）的值。解决：在每次循环 结束时休眠一会儿，让线程函数能取到正确的参数值。
（1）描述一个保证不会出现两个邻座同时要求吃饭的通信算法。 三个哲学家三支筷子的情形：
1 要保证不会出现1与2同时吃饭，只需要保证他们对中间的 筷子互斥使用即可 要保证不会出现任意两个邻座同时要求吃饭，也只需要保 证他们对中间的筷子互斥使用即可
使用三个线程模拟三个哲学家用餐，三支筷子用三个互斥对象表示： 建立一个控制台类型工程，代码如下：