哲学家不会吃饭了，我们快来帮帮他们
皮老师课堂开课啦
皮老师：同学们，今天我们来讨论讨论哲学家吃饭问题，哲学家吃法问题是由大名鼎鼎的Dijkstra提出的，大家看黑板，看看什么是哲学家吃饭问题。
每个哲学家面前一碗面条子，每碗面间有一根筷子
哲学家就会干两件事，吃饭、思考
哲学家吃饭的时候要依次把左右两侧的筷子拿起来(不分次序)才能吃面
吃完了把筷子放回去继续思考
皮老师：如何才能不发生死锁呢？
张三同学抢答：拿不到筷子就等着呗，等别旁边的吃完了不就拿到了么？
皮老师：假如五个人都同时拿起了自己左侧的筷子，哲学家全都饿死也不会吃到面条！这就是死锁了！我们拿一段代码来体会一下
void philosopher(int i)// i 为哲学家编号 0-4
{
while(1)
{
think();// 思考
take_fork(i);// 拿左边筷子(拿不到就阻塞)
take_fork((i+1)%N);// 拿右边筷子(拿不到就阻塞)
eat();// 吃面条子
put_fork(i);// 放筷子
put_fork((i+1)%N);
}
}
李四同学站了起来：那我先拿起左边的，看看右边有没有，右边没有我就把左边的筷子放回去，等会再重复一遍，直到拿到右边的筷子。
皮老师：李四同学，你和张三同学犯了相同的错误，如果五个哲学家执行相同的步骤，此时他们同时拿起了左边的筷子，都发现右边没有筷子，全都把左边的筷子放下，一会又同时拿起了左边的筷子又放下，这就出现了饥饿(starvation)。
王五同学有话说：那就让每个人等待的时间是随机的就行了！
皮老师：很好很好，看来王五同学很懂嘛！我们的网络通信中就有类似的解决之道。两个终端同时向一个总线上发送数据包，会发生碰撞，这时两个终端都会停止发送，等待一个随机的时间重新发送！这种办法在大部分的应用中都是可行的，但在一些军事场合或核电站安全控制场合，这些场合是要求高实时性的，随机数字带来的错误可能是致命的！上面的症结都出现在同时拿筷子这件事上，那么我们就不让哲学家同时拿筷子，这不就是临界区问题嘛，下面我给大家将一个在前面基础上改进的思路，既不会死锁也不会饥饿，不过这用到了我们之前有关信号量的知识。
信号量相关的知识忘记的话可以点击传送门复习一下_
下面我们上一段代码
#define N 5
#define LEFT(i) (i+N-1)%N //i 哲学家左侧的哲学家编号
#define RIGHT(i) (i+1)%N //i 哲学家右侧的哲学家编号
#define THINKING 0 //思考状态
#define HUNGRY 1 //饥饿状态，试图拿起筷子
#define EATING 2 //吃面条状态
typedef int semaphore; //信号量的类型定义
int state[N]; //跟踪哲学家状态
semaphore mutex = 1; //临界区互斥量
semaphore s[N]; //每个哲学家一个信号量
void philosopher(int i)
{
while(1);
{
think();// 思考
take_fork(i);// 拿左边筷子
take_fork((i+1)%N);// 拿右边筷子
eat();// 吃面条子
put_fork(i);// 放筷子
put_fork((i+1)%N);
}
}
void take_fork(int i)
{
down(&mutex); //检查互斥量，进入临界区
state[i] = HUNGRY; //记录饥饿状态
test(i); //尝试获取第二把筷子
up(&mutex); //离开临界区
down(&s[i]); //不可以吃饭就sleep
}
void put_fork(int i)
{
down(&mutex); //进入临界区
state[i] = THINKING; //就餐完毕开始思考
test(LEFT(i)); //把左边筷子放下，并让左边的兄弟看看能吃了么
test(RIGHT(i)); //把右边筷子放下，并让右边的兄弟看看能吃了么
up(&mutex); //退出临界区
}
void test(int i)
{
if(state[i] == HUNGRY && state[LEFT(i)]!=EATING && state[RIGHT(i)]!=EATING)
{
state[i] = EATING;
up[&s[i]]; //可以吃饭，如果sleep了就唤醒
}
}
皮老师：同学们仔细研究研究，不懂的在课后讨论组讨论吧！
这里是海小皮！我们一同进步！！