linux哲学家进餐问题gcc

哲学家进餐问题是一个经典的并发编程问题，它描述了五个哲学家共用一张圆桌，每个哲学家面前有一盘面条和一只叉子，哲学家的生活方式只有思考和进餐两种，当一个哲学家想要进餐时，他必须同时拿起他左右两边的叉子，进餐完毕后放下叉子继续思考。这个问题的难点在于如何避免死锁和饥饿现象。

在Linux系统下，可以使用gcc编译器来编译实现哲学家进餐问题的代码。以下是一个简单的实现：

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <pthread.h>
#include <unistd.h>

#define N 5 // 哲学家数量
#define LEFT (i+N-1)%N // 左边的哲学家
#define RIGHT (i+1)%N // 右边的哲学家
#define THINKING 0 // 思考状态
#define HUNGRY 1 // 饥饿状态
#define EATING 2 // 进餐状态

pthread_mutex_t mutex; // 互斥量数组
pthread_cond_t cond[N]; // 条件变量数组
int state[N]; // 哲学家状态数组

void test(int i) {
    if (state[i] == HUNGRY && state[LEFT] != EATING && state[RIGHT] != EATING) {
        state[i] = EATING;
        printf("Philosopher %d is eating.\n", i);
        pthread_cond_signal(&cond[i]);
    }
}

void pickup_forks(int i) {
    pthread_mutex_lock(&mutex);
    state[i] = HUNGRY;
    printf("Philosopher %d is hungry.\n", i);
    test(i);
    while (state[i] != EATING) {
        pthread_cond_wait(&cond[i], &mutex);
    }
    pthread_mutex_unlock(&mutex);
}

void return_forks(int i) {
    pthread_mutex_lock(&mutex);
    state[i] = THINKING;
    printf("Philosopher %d is thinking.\n", i);
    test(LEFT);
    test(RIGHT);
    pthread_mutex_unlock(&mutex);
}

void *philosopher(void *arg) {
    int i = *(int *)arg;
    while (1) {
        printf("Philosopher %d is thinking.\n", i);
        sleep(1);
        pickup_forks(i);
        sleep(1);
        return_forks(i);
    }
}

int main() {
    pthread_t tid[N];
    int i, id[N];
    pthread_mutex_init(&mutex, NULL);
    for (i = 0; i < N; i++) {
        pthread_cond_init(&cond[i], NULL);
        state[i] = THINKING;
        id[i] = i;
        pthread_create(&tid[i], NULL, philosopher, &id[i]);
    }
    for (i = 0; i < N; i++) {
        pthread_join(tid[i], NULL);
    }
    return 0;
}

上述代码中，使用了互斥量和条件变量来实现哲学家进餐问题。互斥量用于保护共享资源，条件变量用于线程之间的同步。在pickup_forks函数中，当一个哲学家想要进餐时，他会将自己的状态设置为HUNGRY，并尝试拿起左右两边的叉子，如果左右两边的哲学家都没有在进餐，那么他就可以开始进餐了。在return_forks函数中，当一个哲学家进餐完毕后，他会将自己的状态设置为THINKING，并将左右两边的哲学家都唤醒，让他们有机会进餐。