哲学家就餐问题 C语言实现

场景：

原版的故事里有五个哲学家(不过我们写的程序可以有N个哲学家)，这些哲学家们只做两件事－－思考和吃饭，他们思考的时候不需要任何共享资源，但是吃饭的时候就必须使用餐具，而餐桌上的餐具是有限的，原版的故事里，餐具是叉子，吃饭的时候要用两把叉子把面条从碗里捞出来。很显然把叉子换成筷子会更合理，所以：一个哲学家需要两根筷子才能吃饭。

现在引入问题的关键：这些哲学家很穷，只买得起五根筷子。他们坐成一圈，两个人的中间放一根筷子。哲学家吃饭的时候必须同时得到左手边和右手边的筷子。如果他身边的任何一位正在使用筷子，那他只有等着。

假设哲学家的编号是A、B、C、D、E，筷子编号是1、2、3、4、5，哲学家和筷子围成一圈如下图所示：

 

 

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <memory.h>
#include <pthread.h>
#include <errno.h>
#include <math.h>
//筷子作为mutex
pthread_mutex_t chopstick[6] ;
void *eat_think(void *arg)
{
    char phi = *(char *)arg;
    int left,right; //左右筷子的编号
    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
", phi, left);
        if (pthread_mutex_trylock(&chopstick[right]) == EBUSY){ //拿起右手的筷子
            pthread_mutex_unlock(&chopstick[left]); //如果右边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，如果想观察死锁，把上一句if注释掉，再把这一句的注释去掉
        printf("Philosopher %c fetches chopstick %d
", phi, right);
        printf("Philosopher %c is eating.
",phi);
        usleep(3); //吃饭
        pthread_mutex_unlock(&chopstick[left]); //放下左手的筷子
        printf("Philosopher %c release chopstick %d
", phi, left);
        pthread_mutex_unlock(&chopstick[right]); //放下左手的筷子
        printf("Philosopher %c release chopstick %d
", phi, right);

    }
}
int main(){
    pthread_t A,B,C,D,E; //5个哲学家

    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编译时，加上-lphread选项，例：gcc eating.c -lpthread

2.pthread_create的第四个参数是void *类型，我一开始传一个char类型，即'A',就会发生段错误。但改成char *，即“A”就没问题了。

3.usleep是毫秒级的阻塞