如果做得不正确，为什么用餐哲学家不练习死锁？

Question

根据Rust练习文档，他们基于互斥体的哲学家进餐问题实现避免了死锁，方法是始终选择ID最低的fork作为每个哲学家的左fork，也就是说，使一个左撇子：

let philosophers = vec![
        Philosopher::new("Judith Butler", 0, 1),
        Philosopher::new("Gilles Deleuze", 1, 2),
        Philosopher::new("Karl Marx", 2, 3),
        Philosopher::new("Emma Goldman", 3, 4),
        Philosopher::new("Michel Foucault", 0, 4),
    ];

然而，如果我不遵守这个规则，并在最后一个Philosher中交换叉索引，程序仍然运行，没有死锁或恐慌。

我尝试的其他事情：

• 延长ate（）函数调用中的睡眠参数
• 评论睡眠的争论
• 将主体包装在一个循环{}中，看看它是否最终会发生

我该怎么做才能正确地打破它？

以下是完整的源代码，没有任何上述更改：

use std::thread;
use std::sync::{Mutex, Arc};

struct Philosopher {
    name: String,
    left: usize,
    right: usize,
}

impl Philosopher {
    fn new(name: &str, left: usize, right: usize) -> Philosopher {
        Philosopher {
            name: name.to_string(),
            left: left,
            right: right,
        }
    }

    fn eat(&self, table: &Table) {
        let _left = table.forks[self.left].lock().unwrap();
        let _right = table.forks[self.right].lock().unwrap();

        println!("{} is eating.", self.name);

        thread::sleep_ms(1000);

        println!("{} is done eating.", self.name);
    }
}

struct Table {
    forks: Vec<Mutex<()>>,
}

fn main() {
    let table = Arc::new(Table { forks: vec![
        Mutex::new(()),
        Mutex::new(()),
        Mutex::new(()),
        Mutex::new(()),
        Mutex::new(()),
    ]});

    let philosophers = vec![
        Philosopher::new("Judith Butler", 0, 1),
        Philosopher::new("Gilles Deleuze", 1, 2),
        Philosopher::new("Karl Marx", 2, 3),
        Philosopher::new("Emma Goldman", 3, 4),
        Philosopher::new("Michel Foucault", 0, 4),
    ];

    let handles: Vec<_> = philosophers.into_iter().map(|p| {
        let table = table.clone();

        thread::spawn(move || {
            p.eat(&table);
        })
    }).collect();

    for h in handles {
        h.join().unwrap();
    }
}

PS：遗憾的是，当前的Rust文档中没有这个例子，所以上面的链接被破坏了。

Answer 1

当每个哲学家“同时”拿起他/她左边的叉子，然后发现他/她右边的叉子已经被拿走时，僵局就出现了。为了使这种情况不可忽视地经常发生，你需要在“同时性”中引入一些软糖因素，这样，如果哲学家们都在一定的时间内互相拿起他们的左叉子，他们中没有一个人能够拿起他们的叉子右叉子。换句话说，你需要在拿起两个叉子之间引入一点睡眠：

    fn eat(&self, table: &Table) {
        let _left = table.forks[self.left].lock().unwrap();
        thread::sleep_ms(1000);     // <---- simultaneity fudge factor
        let _right = table.forks[self.right].lock().unwrap();

        println!("{} is eating.", self.name);

        thread::sleep_ms(1000);

        println!("{} is done eating.", self.name);
    }

（当然，这并不能保证出现死锁，它只是让死锁发生的可能性更大。）