Dining Philosophers problem

哲学家就餐问题

题目描述：

有 \(5\) 位哲学家围坐在一张圆桌旁，桌子中央放有一盘通心面，每人面前有一只空盘子，每两人之间放一把叉子；每位哲学家思考、饥饿，然后吃通心面；为了吃面，哲学家必须获得两把叉子，且每人只能从紧邻自己的左边或右边去取叉子。

为了避免 \(5\) 名哲学家同时拿起一边筷子导致死锁，有几种方法：

1. 至多允许 \(4\) 名哲学家同时吃通心面；
2. 引入服务员，哲学家必须经过他的允许才能拿叉子；
3. 奇数号哲学家先取左边叉子，再取右边叉子；偶数号哲学家先取右边叉子，再取左边叉子；
4. 每位哲学家取到手边的两把叉子才开始吃通心面，否则一把叉子都不取。

另外还有资源分级解法、AND 型信号量机制解法等。

在列出的解法中，第 2 种方法的并发性很低，王道就是采用这种写法；第 3 种方法和第 4 种方法实现起来不如第 1 种简单。

综合考虑，这道题采用第 1 种解法，如下：

semaphore limit = 4; // 最多允许 4 名哲学家同时吃饭
semaphore chopstick[5] = {1, 1, 1, 1, 1}; // 5 根筷子的空闲状态

Philosopher_i() {
	while (1) {
		think();
		
		P(limit);
		P(chopstick[i]);
		P(chopstick[(i + 1) % 5]);
		V(limit);
		
		eat();
		
		V(chopstick[(i + 1) % 5]);
		V(chopstick[i]);
	}
}