c++ - 如何防止用餐哲学家c++中的死锁

Question

我正试图解决哲学家就餐问题中的一个僵局。我已经有了我的老师提供的代码框架。

我尝试使用 try_lock() 解决问题

chopstick[(i+1)%5].try_lock(); 

但这并没有解决我的问题，当我运行它时确实收到了以下错误消息:错误“解锁无主互斥量”。

我还尝试通过在 youtube 视频中看到的以下更改来解决问题

chopstick[i].lock();

到

chopstick[min(i,(i+1)%5)].lock();

还有

chopstick[(i+1)%5].lock();

到

chopstick[max(i,(i+1)%5)].lock();

这是我得到的骨架。

#include <windows.h>
#include <stdio.h>
#include <iostream>
#include <vector>
#include <algorithm>
#include <thread>
#include <mutex>
#include <time.h>

using namespace std;

thread task[5];
mutex chopstick[5];
int stop = false;

void go(int i) {
    while (!stop) {

        chopstick[i].lock();

        cout << i << ": takes: " << i << endl;
        chrono::milliseconds dur(20);
        this_thread::sleep_for(dur); //Leads to deadlock immediately
        chopstick[(i + 1) % 5].lock();

        cout << i << ": eating" << endl;

        chrono::milliseconds dur2(rand() % 200 + 100);
        this_thread::sleep_for(dur2);

        chopstick[(i + 1) % 5].unlock();
        chopstick[i].unlock();
    }
}
int main() {
    srand(time(NULL));

    for (int i = 0; i < 5; ++i) {
        task[i] = (thread(go, i));
    }
    for (int i = 0; i < 5; i++) {
        task[i].join();
    }

}

我在理论上了解餐饮哲学家，但我无法解决这个问题。我真的不明白我做错了什么。有人可以解释我做错了什么并帮助我解决问题吗？

Answer 1

并行编程(使用锁)的核心规则之一是，您应该始终以相同的顺序获取锁。

在您的代码中，每个任务首先获取其锁，然后获取下一个锁。一种解决方案是始终从偶数索引获取锁，然后才从奇数索引获取锁。这样，您获取锁的顺序将保持一致。

另一个众所周知的策略是“回退”，您使用 lock() 获取第一个锁，然后使用 try_lock() 获取后续锁，如果一个无法获得，你释放所有获得的锁并重新开始序列。这种策略在性能方面并不好，但它保证最终会起作用。