哲学家进餐问题c++

哲学家进餐问题是一个经典的并发问题，涉及多个哲学家在桌子上围坐并尝试拿起左右两侧的筷子进餐，但是只有当左右两侧的筷子都可用时，才能够进餐。如果所有哲学家都试图同时进餐，就会出现死锁的情况，因为每个哲学家都在等待其他人放下筷子。

以下是使用C++实现的一种解决方案，其中使用了互斥锁和条件变量来确保每个哲学家都能够进餐，而且不会出现死锁情况。

#include <iostream>
#include <thread>
#include <mutex>
#include <condition_variable>

using namespace std;

const int NUM_PHILOSOPHERS = 5;

mutex forks[NUM_PHILOSOPHERS];
condition_variable cv[NUM_PHILOSOPHERS];

void philosopher(int id) {
    int left_fork = id;
    int right_fork = (id + 1) % NUM_PHILOSOPHERS;

    while (true) {
        // 拿起左边的叉子
        unique_lock<mutex> left_lock(forks[left_fork]);
        // 尝试拿起右边的叉子
        unique_lock<mutex> right_lock(forks[right_fork], defer_lock);
        // 如果右边的叉子被其他哲学家拿走了，就等待
        while (!right_lock.try_lock()) {
            cv[left_fork].wait(left_lock);
        }

        // 吃饭
        cout << "Philosopher " << id << " is eating." << endl;
        this_thread::sleep_for(chrono::seconds(1));

        // 放下叉子
        right_lock.unlock();
        cv[(left_fork + NUM_PHILOSOPHERS - 1) % NUM_PHILOSOPHERS].notify_one();
        left_lock.unlock();
        cv[left_fork].notify_one();

        // 思考
        cout << "Philosopher " << id << " is thinking." << endl;
        this_thread::sleep_for(chrono::seconds(1));
    }
}

int main() {
    thread philosophers[NUM_PHILOSOPHERS];

    for (int i = 0; i < NUM_PHILOSOPHERS; i++) {
        philosophers[i] = thread(philosopher, i);
    }

    for (int i = 0; i < NUM_PHILOSOPHERS; i++) {
        philosophers[i].join();
    }

    return 0;
}

在这个例子中，每个哲学家都是一个独立的线程，它们尝试拿起左右两侧的筷子，如果两侧的筷子都可用，就进餐一段时间，然后放下筷子，进行思考。当某个哲学家拿起了左边的筷子，但是右边的筷子被其他哲学家拿走时，它就会等待右边的筷子被放下，并通过条件变量通知左边的哲学家可以重新尝试拿起左边的筷子。这样，每个哲学家都可以进餐，并且不会出现死锁情况。