哲學家就餐-同步問題解析-python

 

 

五個哲學家吃五盤通心粉，由於通心粉很滑，所以必須要拿起左右兩邊的叉子才能吃到。

叉子的擺放如圖所示。

那么問題來了：能為每一個哲學家寫一段描述其行為的程序，保證不會出現死鎖。

解法1:讓他等待能夠使用的時候，然后去叉子用餐

　　這種方法很顯然行不通，如果所有人都去拿左邊的叉子，就沒有人能夠拿到右邊的叉子

解法2：在拿到左叉的時候，然后檢查右邊的叉子是否可用，如果可用就拿起右叉，如果不行就放下左叉。

　　這種方法也是不行的，可能在某一個瞬間，可能在某一時刻哲學家一起拿起左叉然后看到右叉不可用，就都放下左叉，周而復始，進入"飢餓狀態"。

解法3:我們忽略左右叉子的問題，講每個哲學家的狀態記錄下來，然后只有當自己左右都為飢餓狀態的時候 才能拿到叉子吃飯，否則進入阻塞狀態。

那么一開始總有兩個人能拿到叉子吃飯，吃了一些，放下叉子，然后問問左右的哲學家是否想吃。

#!/usr/bin/env python
#coding:utf-8
import threading
import time

mutex = threading.RLock()
state = [0,0,0,0,0]

rlock0 = threading.RLock()
rlock1 = threading.RLock()
rlock2 = threading.RLock()
rlock3 = threading.RLock()
rlock4 = threading.RLock()
 
class Phd():
    def __init__ (self,key,left,right,lock):
        self.key = key
        self.left = left 
        self.right = right
        self.lock = lock

z1 = Phd(0,1,4,rlock0)
z2 = Phd(1,0,2,rlock1)
z3 = Phd(2,1,3,rlock2)
z4 = Phd(3,2,4,rlock3)
z5 = Phd(4,3,0,rlock4)

obj_Phd_list = [z1,z2,z3,z4,z5]
inter = 0
def take_forks(zname):
    global inter
    while 1:
        inter += 1
        key =  zname.key
        mutex.acquire()
        state[key] = 1
        res = test(zname)
        mutex.release()
        if res == 1:
            print ("----",zname.key,"hava eating----")
            print ("----" ,zname.key,"put forks")
            put_forks(zname)
        else:
            print("----",zname.key,"no forks")
            zname.lock.acquire()
        if (inter >= 30):
            break
def test(i):
    print(i.key,"--in the test")
    if (state[i.key] == 1 & state[i.left] !=2 & state[i.right] != 2):
        state[i.key] = 2
        try:
            i.lock.release()
        except:
            pass
        return 1
    return 0 

def put_forks(i):
    mutex.acquire()
    state[i.key] = 0
    test(obj_Phd_list[i.right])
    test(obj_Phd_list[i.left])
    mutex.release()



for i in range(5):
    s =  threading.Thread(target=take_forks,args=(obj_Phd_list[i],)) 
    s.start()