利用记录型信号量写出一个不会出现死锁的哲学家进餐问题的算法 代码

哲学家进餐问题是一个经典的并发控制问题，利用记录型信号量（Record Semaphores）可以设计一个避免死锁的解决方案。我们可以创建两个信号量，一个用于筷子（左手和右手），另一个表示餐桌空闲。以下是Python伪代码形式的算法：

from semaphore import RecordSemaphore

# 创建两个信号量
chopsticks = RecordSemaphore(5) # 双手筷子数量为5
table = RecordSemaphore(1)       # 餐桌数量为1

def philosopher(id):
    while True:
        chopsticks.acquire(id)  # 获取左右筷子
        table.acquire()         # 检查餐桌是否空闲
        print(f"Philosopher {id} is eating.")
        table.release()          # 让出餐桌
        chopsticks.release(id)   # 放回左右筷子
        # 等待一段时间模拟思考
        time.sleep(random.random())

for i in range(5):  # 假设有五个哲学家
    philosopher(i)

在这个方案中，每个哲学家首先获取左右两只筷子，如果成功并且餐桌空闲，则吃饭；否则等待。当哲学家完成用餐并释放了筷子和餐桌之后，其他哲学家就有机会尝试。这种策略保证了每次只有一个哲学家同时占用餐桌，因此不会有死锁的情况发生。