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哲學家就餐問題(C語言實現)

場景:

原版的故事裡有五個哲學家(不過我們寫的程式可以有N個哲學家),這些哲學家們只做兩件事--思考和吃飯,他們思考的時候不需要任何共享資源,但是吃飯的時候就必須使用餐具,而餐桌上的餐具是有限的,原版的故事裡,餐具是叉子,吃飯的時候要用兩把叉子把麵條從碗裡撈出來。很顯然把叉子換成筷子會更合理,所以:一個哲學家需要兩根筷子才能吃飯。

現在引入問題的關鍵:這些哲學家很窮,只買得起五根筷子。他們坐成一圈,兩個人的中間放一根筷子。哲學家吃飯的時候必須同時得到左手邊和右手邊的筷子。如果他身邊的任何一位正在使用筷子,那他只有等著。

假設哲學家的編號是A、B、C、D、E,筷子編號是1、2、3、4、5,哲學家和筷子圍成一圈如下圖所示:


#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <memory.h>
#include <pthread.h>
#include <errno.h>
#include <math.h>
//筷子作為mutex
pthread_mutex_t chopstick[6] ;
void *eat_think(void *arg)
{
	char phi = *(char *)arg;
	int left,right; //左右筷子的編號
	switch (phi){
		case 'A':
			left = 5;
			right = 1;
			break;
		case 'B':
			left = 1;
			right = 2;
			break;
		case 'C':
			left = 2;
			right = 3;
			break;
		case 'D':
			left = 3;
			right = 4;
			break;
		case 'E':
			left = 4;
			right = 5;
			break;
	}

	int i;
	for(;;){
		usleep(3); //思考
		pthread_mutex_lock(&chopstick[left]); //拿起左手的筷子
		printf("Philosopher %c fetches chopstick %d\n", phi, left);
		if (pthread_mutex_trylock(&chopstick[right]) == EBUSY){ //拿起右手的筷子	
			pthread_mutex_unlock(&chopstick[left]); //如果右邊筷子被拿走放下左手的筷子
			continue;
		}
		
	//	pthread_mutex_lock(&chopstick[right]); //拿起右手的筷子,如果想觀察死鎖,把上一句if註釋掉,再把這一句的註釋去掉
		printf("Philosopher %c fetches chopstick %d\n", phi, right);
		printf("Philosopher %c is eating.\n",phi);
		usleep(3); //吃飯
		pthread_mutex_unlock(&chopstick[left]); //放下左手的筷子
		printf("Philosopher %c release chopstick %d\n", phi, left);
		pthread_mutex_unlock(&chopstick[right]); //放下左手的筷子
		printf("Philosopher %c release chopstick %d\n", phi, right);

	}
}
int main(){
	pthread_t A,B,C,D,E; //5個哲學家

	int i;
	for (i = 0; i < 5; i++)
		pthread_mutex_init(&chopstick[i],NULL);
	pthread_create(&A,NULL, eat_think, "A");
	pthread_create(&B,NULL, eat_think, "B");
	pthread_create(&C,NULL, eat_think, "C");
	pthread_create(&D,NULL, eat_think, "D");
	pthread_create(&E,NULL, eat_think, "E");

	pthread_join(A,NULL);
	pthread_join(B,NULL);
	pthread_join(C,NULL);
	pthread_join(D,NULL);
	pthread_join(E,NULL);
	return 0;
}
注意:

1. gcc編譯時,加上-lphread選項,例:gcc eating.c -lpthread

2.pthread_create的第四個引數是void *型別,我一開始傳一個char型別,即'A',就會發生段錯誤。但改成char *,即“A”就沒問題了。

3.usleep是毫秒級的阻塞