哲学家就餐问题-526互联

用记录型信号量实现不会死锁的哲学家就餐问题

使用记录型信号量（std::binary_semaphore）来确保不会发生死锁。这个示例代码假设有5位哲学家，每位哲学家有一个左侧筷子和一个右侧筷子：

#include <iostream>
#include <vector>
#include <thread>
#include <semaphore>

const int num_philosophers = 5;
std::vector<std::jthread> philosophers;
std::vector<std::binary_semaphore> forks(num_philosophers);

void philosopher(int id) {
    while (true) {
        // 哲学家思考
        std::cout << "哲学家 " << id << " 思考" << std::endl;
        std::this_thread::sleep_for(std::chrono::milliseconds(200));

        // 哲学家饿了，尝试拿起筷子
        std::cout << "哲学家 " << id << " 饿了，尝试拿起筷子" << std::endl;

        // 尝试获取左侧筷子
        forks[id].acquire();
        std::cout << "哲学家 " << id << " 拿到左侧筷子" << std::endl;

        // 尝试获取右侧筷子
        forks[(id + 1) % num_philosophers].acquire();
        std::cout << "哲学家 " << id << " 拿到右侧筷子，开始就餐" << std::endl;

        // 哲学家就餐
        std::this_thread::sleep_for(std::chrono::milliseconds(300));
        std::cout << "哲学家 " << id << " 就餐完毕，放下筷子" << std::endl;

        // 放下左侧筷子
        forks[id].release();

        // 放下右侧筷子
        forks[(id + 1) % num_philosophers].release();
    }
}

int main() {
    // 创建哲学家线程
    for (int i = 0; i < num_philosophers; ++i) {
        philosophers.emplace_back(philosopher, i);
    }

    // 让程序一直运行
    for (int i = 0; i < num_philosophers; ++i) {
        philosophers[i].join();
    }

    return 0;
}

这个C++示例中使用了std::binary_semaphore来表示筷子，哲学家在思考后会尝试获取左侧筷子和右侧筷子，然后就餐完成后释放它们。记录型信号量确保每位哲学家都能同时获取两根筷子，从而避免死锁。