面试题：并发与同步之哲学家问题：死锁原因分析

Question

在哲学家就餐问题中，简要描述死锁产生的原因，以及从资源分配的角度分析为何会出现这种死锁情况。

Answer 1

死锁产生的原因

1. 资源竞争：每个哲学家需要同时拿起左右两边的筷子才能就餐，而筷子是共享资源且数量有限（与哲学家数量相同）。如果每个哲学家都试图拿起自己左手边的筷子，就会导致所有哲学家都持有一根筷子，并且都在等待另一根筷子，从而形成死锁。
2. 不合理的资源分配策略：在这个场景中，没有合适的资源分配机制来协调哲学家对筷子的获取，使得所有哲学家都陷入无限等待状态。

从资源分配角度分析死锁出现的原因

1. 资源有限：筷子作为共享资源，其数量仅够每个哲学家拥有一根，但哲学家需要两根筷子才能进行就餐操作。这意味着资源总量无法满足所有进程（哲学家）的最大需求。
2. 占有并等待：每个哲学家拿起一根筷子后（占有部分资源），并不会放下已持有的筷子，而是等待获取另一根筷子（等待更多资源），导致资源被部分占用且无法释放，其他哲学家也无法获取完整的资源进行操作。
3. 不可剥夺：筷子一旦被某个哲学家拿起，其他哲学家不能强行剥夺其持有的筷子，这就使得资源处于持续被占有状态，加剧了死锁的可能性。
4. 循环等待：由于每个哲学家都以相同的顺序（先左后右）去获取筷子，会形成一个循环等待链。例如，哲学家A等待哲学家B手中的筷子，哲学家B等待哲学家C手中的筷子，以此类推，最后形成一个环，导致所有哲学家都处于等待状态，死锁发生。