首先说一下什么是哲学家进餐问题，这是操作系统课程中一个经典的同步问题，
问题如下：如上图，有6个哲学家和6根筷子(那个蓝色部分表示哲学家，那个紫色长条部分表示筷子)，他们分别被编了0~5的号！如果某个哲学家想要进餐的话，必须同时拿起左手和右手边的两根筷子才能进餐！哲学家进餐完毕之后，就放下手中拿起的两根筷子！这样其他哲学家就能拿这些筷子进餐了！
OK，这样就可能存在一个死锁问题，比如0号哲学家拿了0号筷子，1号哲学家拿了1号筷子！如此往复，最终的结果就是每个哲学家都只拿了1根筷子，每个人都无法进餐，同时也无法放下手中的筷子！这样就产生了死锁！
那么死锁该如何解决呢？很简单，就是根据哲学家的编号！如果是偶数号的哲学家，则先拿右手边筷子（小的号），再拿左手边的筷子（大的号）。而奇数号的哲学家则刚好相反！这样，就不会出现每个哲学家都只拿了一根筷子的情况出现了！
具体程序如何实现呢？代码如下：
/* 说明，本程序是为了模拟实现哲学家进餐的问题，一共有6个哲学家和6根筷子
*/
#include<stdio.h>
#include<string.h>
#include<stdlib.h>
#include<unistd.h>
#include<errno.h>
#include<pthread.h> #define B_SIZE 4096
#define NUM_P 6 typedef struct phi
{
pthread_mutex_t chopsticks[NUM_P]; //五根筷子
int num; //哲学家的编号
pthread_mutex_t num_lock; //哲学家编号的锁
}Phi,*PPhi;
void * tfunc(void *arg)
{
PPhi sp = (PPhi)arg;
int phi_num;
int next_num; /*读取哲学家的编号*/
phi_num = sp->num;
pthread_mutex_unlock(&sp->num_lock);
printf("No.%d philosopher has comed\n",phi_num);
/*下一根筷子*/
next_num= phi_num+>=NUM_P?phi_num+-NUM_P:phi_num+; sleep(); //所有线程统一睡眠5S，来等待其他线程创建完成 if(phi_num% == ) //奇数号先拿大的，再拿小的
{
pthread_mutex_lock(&(sp->chopsticks[next_num]));
//printf("No.%d philosopher lock the No.%d chopstick\n",phi_num,next_num);
pthread_mutex_lock(&(sp->chopsticks[phi_num]));
//printf("No.%d philosopher lock the No.%d chopstick\n",phi_num,phi_num); printf("No.%d philosopher has eated!\n",phi_num); pthread_mutex_unlock(&(sp->chopsticks[next_num]));
//printf("No.%d philosopher unlock the No.%d chopstick\n",phi_num,next_num);
pthread_mutex_unlock(&(sp->chopsticks[phi_num]));
//printf("No.%d philosopher unlock the No.%d chopstick\n",phi_num,phi_num);
}
else //偶数号先拿小的，再拿大的
{
pthread_mutex_lock(&(sp->chopsticks[phi_num]));
//printf("No.%d philosopher lock the No.%d chopstick\n",phi_num,phi_num);
pthread_mutex_lock(&(sp->chopsticks[next_num]));
//printf("No.%d philosopher lock the No.%d chopstick\n",phi_num,next_num); printf("No.%d philosopher has eated!\n",phi_num); pthread_mutex_unlock(&(sp->chopsticks[phi_num]));
//printf("No.%d philosopher unlock the No.%d chopstick\n",phi_num,phi_num);
pthread_mutex_unlock(&(sp->chopsticks[next_num]));
//printf("No.%d philosopher unlock the No.%d chopstick\n",phi_num,next_num);
} return (void*);
}
int main(int argc,char *argv[])
{
int err;
pthread_t tid[NUM_P];
char buf_err[B_SIZE]; //用于保存错误信息
void *retv; //子线程的返回值
Phi phis; for(int loop=;loop<NUM_P;loop++)
{
/*设置哲学家的编号*/
pthread_mutex_lock(&phis.num_lock);
phis.num = loop; /*创建子线程当作哲学家*/
err = pthread_create(&tid[loop],NULL,tfunc,&phis);
if( != err)
{
memset(buf_err,,B_SIZE);
sprintf(buf_err,"[create]:%s\n",strerror(err));
fputs(buf_err,stderr);
exit(EXIT_FAILURE);
}
} for(int loop=;loop<NUM_P;loop++)
{
err = pthread_join(tid[loop],&retv);
if( != err)
{
memset(buf_err,,B_SIZE);
sprintf(buf_err,"[join]:%s\n",strerror(err));
fputs(buf_err,stderr);
exit(EXIT_FAILURE);
} printf("Main:thread return the value: %d\n",(int)retv);
} return ;
}
在上面的程序中，我创建了一个结构体PHI！其中，chopsticks是定义的五个互斥锁，用来表示5根筷子！num变量用来表示哲学家的编号，而那个num_lock表示对哲学家编号进行一个锁定，这个为什么要这么设置，随后会讲到！
首先讲主程序，就是创建NUM_P个子线程用来表示这么多个哲学家！在子线程里面，需要根据哲学家编号的奇偶性来选择不同的拿筷子的方法！这就需要传一个哲学家编号给这个子线程！通过什么传呢，就是PHI结构体中的num变量！这里我们会碰到一个问题！就是如果在主线程里面设置了num，随后就创建了子线程，但是子线程还没来得及读出这个num的值，主线程已经开始了下一次的循环，那么很有可能导致子线程读到的num值并不是我们想要让它读到的！所以这里就用到了num_lock这个锁，主线程写了num的值后，就把num_lock这个锁给锁定，然后子线程读到num的之后，才把num_lock这个锁给解锁，然后主线程才能进行下一次循环！这样就可以确保子线程读到的编号就是我们想要给他传的编号！
在子线程里面，我首先输出一句"No.%d philosopher has comed\n"，表示某个子线程已经创建好了！然后就让这个线程睡眠5S，等待其他子线程创建完毕（这个其实不需要的，但是我感觉得让哲学家们大致是一起开始吃饭的么。。。^_~）！然后就照着上面那个思路，偶数号的哲学家先拿右手边筷子，再拿左手边筷子，奇数号哲学家则正好相反！这样就能避免死锁了！
还有一个问题就是我在子线程里面定义的这个next_num这个变量，这个用来表示哲学家拿的下一根筷子的值，因为最大编号的那个哲学家的下一根筷子是第0号筷子，所以我这里用了一个if判断来分辨！
最后程序的运行结果如下：
OK，就是这些了！希望能够对学习操作系统的朋友们产生一些帮助！