El Problema de los Filósofos Comedores es un problema clásico en la ciencia de la computación que trata el tema de la sincronización. El problema se plantea de la siguiente manera:
Cinco filósofos se sientan alrededor de una mesa circular. Cada uno tiene un plato de espaguetis. Se coloca un tenedor entre cada par de platos adyacentes.
Los filósofos alternan entre comer y pensar. Cuando un filósofo quiere comer, primero debe coger los dos tenedores a su izquierda y a su derecha. Si no hay un tenedor disponible, espera hasta que lo haya. El filósofo puede dejar el tenedor de su lado cuando haya terminado de comer.
El problema es diseñar un protocolo para que ningún filósofo se muera de hambre. Es decir, que cada uno pueda alternar para siempre entre comer y pensar, suponiendo que ningún filósofo pueda pensar el doble de rápido que otro come.
¿Cómo podemos evitar el estancamiento en el problema de los filósofos comedores?
Hay algunas maneras de evitar el estancamiento en el problema de los filósofos comedores:
1. Una forma es tener un "camarero" designado que controle el acceso a los tenedores. Los filósofos pueden solicitar tenedores al camarero, y éste se asegurará de que no haya dos filósofos con el mismo tenedor al mismo tiempo.
2. Otra posibilidad es disponer de un número determinado de tenedores y que los filósofos se turnen para utilizarlos. Por ejemplo, si hay cinco tenedores y cinco filósofos, el primer filósofo puede tomar el primer y segundo tenedor, el segundo filósofo puede tomar el tercer y cuarto tenedor, y así sucesivamente.
3. Por último, se puede utilizar un sistema de "fichas", en el que cada filósofo tiene una ficha. Para coger un tenedor, el filósofo debe tener la ficha. El filósofo puede entonces utilizar el tenedor, y cuando ha terminado, pasa el token al siguiente filósofo.
¿Qué es la inanición en el sistema operativo?
La inanición es una situación en la que un proceso es incapaz de obtener los recursos que necesita para seguir funcionando. En un sistema operativo, la inanición puede ocurrir cuando un proceso es incapaz de obtener acceso a la CPU, la memoria u otros recursos que necesita para seguir funcionando.
La inanición puede ser causada por un número de factores, incluyendo:
- Falta de recursos: Si el sistema operativo no tiene suficientes recursos (por ejemplo, CPU, memoria, etc.) para satisfacer las necesidades de todos los procesos, entonces algunos procesos pueden morir de hambre.
Baja prioridad: Si un proceso tiene una prioridad baja, puede morir de hambre por procesos con prioridades más altas.
Programación inadecuada: Si el algoritmo de programación utilizado por el sistema operativo es inadecuado, puede permitir que algunos procesos mueran de hambre mientras otros obtienen una parte injusta de los recursos.
El hambre puede conducir a una serie de problemas, incluyendo:
- Un rendimiento deficiente: Si un proceso está hambriento de recursos, no será capaz de funcionar tan eficientemente como podría si tuviera los recursos que necesita. Esto puede llevar a un bajo rendimiento general del sistema.
Bloqueos: Si dos o más procesos están esperando a que el otro libere un recurso, puede producirse un bloqueo. Los bloqueos pueden provocar la muerte por inanición, ya que los procesos implicados no podrán progresar.
- Livelocks: Si dos o más procesos intentan adquirir un recurso que está en manos del otro, puede producirse un bloqueo. Los livelocks pueden causar inanición, ya que los procesos involucrados serán incapaces de progresar.
¿Qué es la inanición en dining philosopher? La inanición en el filósofo comedor significa que uno o más filósofos no pueden comer porque no pueden adquirir un tenedor. Esto puede ocurrir si los filósofos no tienen cuidado de asegurarse de que cada filósofo tenga un tenedor antes de comer. La inanición también puede ocurrir si un filósofo se aferra a un tenedor y no lo suelta, impidiendo que otros filósofos adquieran el tenedor.
¿Cómo se puede evitar el bloqueo?
Hay algunas maneras de prevenir el bloqueo:
1. Mediante el uso de un gestor de bloqueo:
Un gestor de bloqueos es una pieza de software que se encarga de gestionar los bloqueos de los recursos. Cuando un proceso quiere bloquear un recurso, solicita un bloqueo al gestor de bloqueos. El gestor de bloqueos concede el bloqueo si está disponible, o lo deniega si no lo está.
2. Utilizando una estructura de datos sin bloqueo:
Una estructura de datos sin bloqueos es una estructura de datos a la que pueden acceder varios hilos sin necesidad de bloqueos. Esto significa que no hay riesgo de bloqueo, porque no hay cerraduras para competir.
3. Utilizando una estructura de datos libre de espera:
Una estructura de datos sin esperas es una estructura de datos a la que pueden acceder varios hilos sin necesidad de que ningún hilo espere a otro. Esto significa que no hay riesgo de bloqueo, porque no hay bloqueos que disputar.
¿Cómo podemos evitar el bloqueo en el problema de los filósofos comedores?
Hay algunas formas de evitar el bloqueo en el problema de los filósofos comedores. Una forma es hacer que cada filósofo coja primero el tenedor de su izquierda y luego el de su derecha. De este modo, si hay un punto muerto, se resolverá en cuanto un filósofo coja los dos tenedores. Otra opción es designar a un "camarero" que determine el orden en que los filósofos pueden coger los tenedores. De este modo, el camarero puede evitar un bloqueo asegurándose de que sólo un filósofo recoja sus tenedores a la vez.