IPC----哲学家就餐问题（并发与互斥）

哲学家就餐问题描述：

　　5个哲学家，5个筷子。5个哲学家围坐在一张桌子上，筷子放在分别放在每个哲学家的两旁。如果所有哲学家在某个时刻同时拿起左边的筷子，那么右边的筷子就都被其他的哲学家拿了，造成大家都无法吃饭。但是大家都不想放下左边的筷子（规则是先拿起左边筷子在拿起右边的，吃完饭在放下两个筷子），这就是死锁。

解决这个问题有个办法是

　　在拿起筷子前先判断左右两个筷子是否可用，可用才能拿，而且是同时拿，这样不相邻的哲学家就可以吃上饭，不会造成死锁。

实现代码如下

#include <sys/types.h>
#include <sys/ipc.h>
#include <sys/sem.h>
#include <unistd.h>
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>

union semun {
int              val;    /* Value for SETVAL */
struct semid_ds *buf;    /* Buffer for IPC_STAT, IPC_SET */
unsigned short  *array;  /* Array for GETALL, SETALL */
struct seminfo  *__buf;  /* Buffer for IPC_INFO
(Linux-specific) */
};            //用于设置信号量所需要的联合体

int semid;

int sem_del(int semid)  //删除一个信号量集
{
int ret;
ret=semctl(semid,0,IPC_RMID,0);  //不知道信号量集合中有几个信号量，故对第2个参数设为0
if (ret==-1)
printf("semdel falied\n");
return 0;
}

void wait_for_2fork(int no)
{
int left =no;    //左刀叉
int right = (no+1)%5;    //右刀叉
struct sembuf buf[2] ={{left,-1,0},{right,-1,0}}; //-1表示为P操作

semop(semid,buf,2);  //等待获取刀叉(资源)
}

void free_2fork(int no)
{
int left =no;    //左刀叉
int right = (no+1)%5;    //右刀叉
struct sembuf buf[2] ={{left,1,0},{right,1,0}}; //-1表示为P操作

semop(semid,buf,2);  //释放获取的刀叉(资源)
}

void phliosophere(int no)
{
srand(getpid());      //以进程号作为随机数的种子
while(1)
{
printf("philosophere %d is thinking\n",no);
sleep(rand()%5+1);
printf("philosophere %d is hungry\n",no);
//sleep(rand()%5+1);
wait_for_2fork(no);         //等待获取刀叉
printf("philosophere %d is eating\n",no);
sleep(rand()%5+1);
free_2fork(no);             //释放刀叉
}
}

int main()
{
//int semid;
semid=semget(IPC_PRIVATE,5,IPC_CREAT|0666);  //创建5个私有信号量，每一个信号量相当于一把叉子
if(semid==-1)
{
printf("semget failed\n");
return 0;
}

union semun su;
su.val=1;
int i;
for(i=0;i<5;i++)
semctl(semid,i,SETVAL,su);  //初始化信号量

int no=0;    //进程id
pid_t pid;
for(i=0;i<5;i++)
{
pid=fork();
if(pid==-1)
{
printf("fork failed\n");
return 0;
}
if(pid==0)   //子进程
{
no=i;
break;
}
}

phliosophere(no);         //哲学家行为实现

return 0;
}

　　

新问题描述：

设有5个哲学家，共享一张放有5把椅子的桌子，每人分得一把椅子，但是，桌子上共有5只筷子，在每人两边各放一只，哲学家们在肚子饥饿时才试图分两次从两边拿起筷子就餐。
条件：
1）拿到两只筷子时哲学家才开始吃饭。
2）如果筷子已在他人手上，则该哲学家必须等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只筷子前却不放下自己手中的筷子。
试：
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）描述一个即没有两个邻座同时吃饭，有没有饿死（永远拿不到筷子）的算法

见参考2

参考:

用信号量解决哲学家就餐问题 http://www.oschina.net/code/snippet_724028_36857
操作系统并发和互斥：哲学家进餐问题 http://blog.sina.com.cn/s/blog_759803690101d9ne.html
哲学家就餐问题linux下c++代码 http://blog.sina.com.cn/s/blog_704553390100uq75.html