多线程解决哲学家就餐问题与死锁探讨

本篇文档是关于"利用多线程实现哲学家就餐"的计算机科学作业报告，主要针对操作系统课程进行设计。报告的目的是深入理解进程和线程的基本概念，包括它们之间的异同以及并发过程中的死锁现象，并通过实践掌握Linux多线程创建、并发机制和线程同步技术。 首先，设计者王卫其需要实现一个模拟五个哲学家就餐的场景，每个哲学家需要两只筷子才能进食，且只能从左右相邻的人那里取筷子。在这个过程中，由于资源分配的限制，可能会出现死锁情况，即所有哲学家都持有其中一只筷子而无法继续，导致整体停滞。 为了解决这个问题，报告提出了两种信号量策略。一是记录型信号量，通过五个信号量数组来实现对筷子的互斥访问。哲学家在进食前会按照顺序获取左右筷子，但这种方法可能导致死锁，因为它不能保证非相邻哲学家的并发执行。 另一种策略是使用AND型信号量，这是一种更高级的同步机制，它要求哲学家在同时获得左右两只筷子的情况下才能进食，这样可以确保并发操作的正确性，避免死锁的发生。此外，报告还提到了两种避免死锁的解决方案：限制同时进餐的哲学家数量，以及设置筷子获取条件，确保哲学家在拥有两只可用筷子时才进行下一步操作。 在整个设计过程中，学生不仅要掌握Linux的POSIX线程接口，还要运用所学的并发控制原理，灵活应用同步机制，确保系统的正确性和效率。通过这个项目，学生能够加深对操作系统中并发控制、死锁理解和解决策略的理解，提升编程实践能力。