使用gcc编译并运行哲学家就餐问题，并使用pthread_create()、pthread_join()、 pthread_ cancel ()、sem_init()、sem_wait()、sem_post()等函数的原理和使用方法；

哲学家就餐问题是一个经典的同步问题，它描述了五个哲学家在一张圆桌旁就餐的场景，每个哲学家都需要交替地进行思考和就餐。每个哲学家需要使用两个叉子，但圆桌上只有五个叉子，因此哲学家需要合理地协调使用叉子以避免死锁。

下面是使用pthread库实现哲学家就餐问题的代码，主要使用了pthread_create()、pthread_join()、pthread_cancel()、sem_init()、sem_wait()、sem_post()等函数。

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

#define N 5    // 哲学家数目
#define LEFT (i+N-1)%N  // 左邻居编号
#define RIGHT (i+1)%N   // 右邻居编号
#define THINKING 0      // 哲学家正在思考
#define HUNGRY 1        // 哲学家饿了
#define EATING 2        // 哲学家正在吃饭

sem_t chopsticks[N];    // 信号量数组，表示叉子的使用情况
sem_t mutex;            // 互斥信号量，用于保护临界区资源的访问

int state[N];           // 存储哲学家的状态，初始值都是THINKING

void *philosopher(void *arg) {
    int i = *(int *)arg;

    while (1) {
        printf("Philosopher %d is thinking...\n", i);
        sleep(rand()%3+1);    //思考一段时间

        sem_wait(&mutex);     // 进入临界区
        state[i] = HUNGRY;     // 改变哲学家状态
        printf("Philosopher %d is hungry...\n", i);
        test(i);              // 尝试取得两个叉子
        sem_post(&mutex);     // 退出临界区

        sem_wait(&chopsticks[i]);   // 取得左边的叉子
        sem_wait(&chopsticks[RIGHT]);   // 取得右边的叉子

        printf("Philosopher %d is eating...\n", i);
        sleep(rand()%3+1);    //吃饭一段时间

        sem_post(&chopsticks[i]);   // 放回左边的叉子
        sem_post(&chopsticks[RIGHT]);   // 放回右边的叉子

        sem_wait(&mutex);     // 进入临界区
        state[i] = THINKING;     // 改变哲学家状态
        printf("Philosopher %d finished eating and is thinking...\n", i);
        test(LEFT);     // 通知左右邻居可以开始吃饭了
        test(RIGHT);
        sem_post(&mutex);     // 退出临界区
    }
}

void test(int i) {
    if (state[i]==HUNGRY && state[LEFT]!=EATING && state[RIGHT]!=EATING) {
        state[i] = EATING;
        sem_post(&chopsticks[i]);   // 通知该哲学家可以开始吃饭了
    }
}

int main() {
    pthread_t tid[N];
    int i, args[N];

    sem_init(&mutex, 0, 1);  // 互斥信号量初始值为1
    for (i=0; i<N; ++i) {
        sem_init(&chopsticks[i], 0, 1);   // 叉子信号量初始值为1
        args[i] = i;
        pthread_create(&tid[i], NULL, philosopher, (void *)&args[i]);  // 创建线程
    }
    for (i=0; i<N; ++i)
        pthread_join(tid[i], NULL);   // 等待线程结束

    return 0;
}

在该代码中，我们定义了一个长度为N的信号量数组chopsticks，它表示叉子的使用情况，初始值都为1，即所有叉子都可用。我们还定义了一个互斥信号量mutex，用于保护临界区资源的访问，初始值为1。

在每个哲学家的线程函数philosopher中，我们使用了一个while循环，表示哲学家会一直进行思考和就餐的交替过程。在每次思考结束后，哲学家会进入临界区，改变自己的状态为HUNGRY，并尝试取得两个叉子。如果取得两个叉子成功，就进入就餐状态EATING，否则就等待其他哲学家放回叉子。在就餐结束后，哲学家会放回两个叉子，并通知左右邻居可以开始就餐了。

在test函数中，我们判断如果哲学家i的状态为HUNGRY，而它的左右邻居都不在EATING状态，就将哲学家i的状态改为EATING，并通过sem_post函数通知哲学家i可以开始就餐了。

在主函数中，我们首先使用sem_init函数初始化所有信号量，然后使用pthread_create函数创建N个线程，每个线程对应一个哲学家。最后，使用pthread_join函数等待N个线程结束。

以上就是使用pthread库编写哲学家就餐问题的代码和函数使用方法的介绍。