哲學家就餐問題 C語言實現

場景：

 

原版的故事里有五個哲學家(不過我們寫的程序可以有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，原版的故事里，餐具是叉子，吃飯的時候要用兩把叉子把面條從碗里撈出來。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，那他只有等着。

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注釋掉，再把這一句的注釋去掉
        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的第四個參數是void *類型，我一開始傳一個char類型，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