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哲学家进餐问题是由荷兰学者Dijkstra提出的经典同步问题,描述了多个进程(哲学家)对共享资源(筷子)的并发访问控制问题。以下是核心要点:
五个哲学家围坐在圆桌旁,交替进行思考和进餐。每位哲学家面前有一碗食物和左右各一根筷子,只有同时拿到两根筷子才能进餐。
核心约束
- 资源竞争:
筷子是临界资源,一次只能被一位哲学家使用。 - 互斥条件:必须同时获取左右两根筷子才能进餐,否则需等待。
- 死锁风险:
若所有哲学家同时拿起左边的筷子,将导致环形等待,形成死锁。 - 饥饿可能性:未合理调度可能导致部分哲学家长时间无法获取资源。
通过信号量、管程等机制避免死锁,例如:
- 资源分级:
规定哲学家必须先拿左边的筷子,再拿右边的筷子,打破环形等待。 - 超时机制:设置获取资源的超时时间,防止无限等待。
学术意义
该问题被广泛应用于操作系统中的进程同步、死锁预防等领域,是理解并发控制理论的重要案例。