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Le dîner des philosophes
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1. 16. 1 Le dîner des philosophes
Les programmes peuvent être décomposés en processus légers (eng. threads)
s'exécutant en parallèle de façon asynchrone. Ils sont susceptibles d'accéder à des ressources
communes pour se transmettre des données. Le dîner des philosophes est une illustration
des problèmes se posant lorsque l'on manipule des processus. (Illustration par Benjamin D. Esham / Wikimedia Commons, CC BY-SA 3. 0, )
Un philosophe, pour manger, va utiliser les deux couverts qui sont à côté de son assiette. De la sorte, ses deux
voisins ne peuvent pas manger en même temps que lui. Ce modèle est une transposition de ce qui se produit lorsque
des programmes (les philosophes) ont besoin de ressources communes (les couverts). Un philosophe se comportera
de la façon suivante une fois face à son assiette:
L'interblocage
Si jamais un des couverts qu'il doit prendre n'est pas disponible, il devra attendre que celui-ci se libère.
Le Diner Des Philosophes Du
Jean Huber (dessin)
Le Souper des philosophes
Eau-forte sur papier bleu, XVIII e siècle (25 x 34 cm) BNF, Estampes, N2-VOLTAIRE (5) © Blbliothèque nationale de France
Familier de Voltaire au point d'être surnommé Huber-Voltaire, le peintre Jean Huber (1721-1786) a laissé de nombreux témoignages sur la vie quotidienne à Ferney, où Voltaire s'installa quasi définitivement à partir de 1760. Cette gravure donne une idée de la cour que tenait Voltaire, qui, interdit de séjour à Versailles et se sentant toujours menacé, avait acquis ce domaine, situé en France mais aux portes de Genève, où il deviendrait "l'aubergiste de l'Europe". La scène imaginée par Huber est une fiction: jamais Diderot n'est venu à Ferney et les autres invités en furent les hôtes à des dates différentes. Sont ainsi représentés autour de Voltaire: le père Adam, l'abbé Maury, d'Alembert, Condorcet, Diderot, La Harpe.
Le Diner Des Philosophes Restaurant
Le problème du « dîner des philosophes » est un cas d'école classique sur le partage de ressources en informatique système. Il concerne l' ordonnancement des processus et l'allocation des ressources à ces derniers et a été énoncé par Edsger Dijkstra [ 1]. Le problème
Illustration du problème
La situation est la suivante:
cinq philosophes (initialement mais il peut y en avoir beaucoup plus) se trouvent autour d'une table;
chacun des philosophes a devant lui un plat de spaghettis;
à gauche de chaque plat de spaghettis se trouve une fourchette. Un philosophe n'a que trois états possibles:
penser pendant un temps indéterminé;
être affamé pendant un temps déterminé et fini (sinon il y a famine);
manger pendant un temps déterminé et fini. Des contraintes extérieures s'imposent à cette situation:
quand un philosophe a faim, il va se mettre dans l'état « affamé » et attendre que les fourchettes soient libres;
pour manger, un philosophe a besoin de deux fourchettes: celle qui se trouve à gauche de sa propre assiette, et celle qui se trouve à droite (c'est-à-dire les deux fourchettes qui entourent sa propre assiette);
si un philosophe n'arrive pas à s'emparer d'une fourchette, il reste affamé pendant un temps déterminé, en attendant de renouveler sa tentative.
Le Diner Des Philosophes 3
Le problème consiste à trouver un ordonnancement des philosophes tel qu'ils puissent tous manger, chacun à leur tour. Cet ordre est imposé par la solution que l'on considère comme celle de Dijkstra avec sémaphores ou Courtois avec des compteurs. Remarques
Le problème du crash de processus: Socrate boit la ciguë et meurt avec sa fourchette gauche en main, empêchant définitivement Voltaire de manger. Les philosophes, s'ils agissent tous de façon naïve et identique, risquent fort de se retrouver en situation d' interblocage. En effet, il suffit que chacun saisisse sa fourchette de gauche et, qu'ensuite, chacun attende que sa fourchette de droite se libère pour qu'aucun d'entre eux ne puisse manger, et ce pour l'éternité. On considère qu'un philosophe qui meurt ( crash du processus) reste dans une phase « penser » infiniment. Il en résulte donc un problème: que dire d'un philosophe qui meurt avec ses fourchettes en main? Pour plus de compréhension ce problème est aussi connu sous le nom de "problème des baguettes chinoises", où le philosophe a besoin de deux baguettes pour pouvoir manger.
Le Dîner Des Philosophes Jean Huber
Dans le cas où le couvert gauche serait disponible mais pas le droit, le philosophe prendra le couvert gauche
et le tiendra jusqu'à ce que le droit se libère, empêchant de la sorte un autre philosophe, à sa gauche,
de manger. La pire situation est celle dans laquelle les philosophes arrivent tous en même temps, prennent chacun le
couvert se trouvant à leur gauche, et attendent tous que leur couvert droit se libère. Ils resteront tous bloqués
sur la première étape de leur algorithme, formant ce que l'on appelle un interblocage, (eng. deadlock). La famine
Une solution pourrait être de libérer le couvert gauche si le droit n'est pas disponible. Mais malheureusement
cela pourrait conduire à un autre problème s'appelant la famine. Dans le cas où des philosophes se
relaierait pour toujours manger à côté de notre philosophe fair-play, celui-ci se retrouverait en
attente indéfiniment. 1. 2 Lancement
En java, on définit un thread de deux façons:
En héritant de la classe
Thread
En implémentant l'interface
Runnable
Bien que la première solution soit généralement plus commode, la
deuxième est quelquefois le seul moyen d'éviter l'héritage
multiple.
Solutions
L'une des principales solutions à ce problème est celle du sémaphore, proposée également par Dijkstra. Une autre solution consiste à attribuer à chaque philosophe un temps de réflexion aléatoire en cas d'échec (cette solution est en réalité incorrecte). Il existe des compromis qui permettent de limiter le nombre de philosophes gênés par une telle situation, notamment une toute simple se basant sur la technique hiérarchique de Havender qui limite le nombre de philosophes touchés à un d'un côté et deux de l'autre. La solution de Chandy/Misra
En 1984, K. M. Chandy et J. Misra proposèrent une nouvelle solution permettant à un nombre arbitraire n d'agents identifiés par un nom quelconque d'utiliser un nombre m de ressources. Le protocole élégant et générique est le suivant:
Pour chaque paire de philosophes pouvant accéder à la même fourchette, on commence par la donner à celui des deux qui a le plus petit nom (selon une certaine relation d'ordre). Toute fourchette est soit propre soit sale.
On a
évoqué Condorcet (mais alors il ne serait pas de dos en 5): certains le placent en "e" faisant un aparté avec le père Adam, mais le rapprochement avec une gravure connue de
Condorcet est-il bien concluant? On a évoqué aussi Huber soi-même, et puis Marmontel, Grimm, La Harpe, Saint-Lambert, d'Holbach... (Mais
pas Helvétius décédé en 1771). Encore que ce ne soit même pas une preuve car Huber se situe plutôt dans le virtuel que dans le réel. Ce dîner de philosophes n'a jamais existé ainsi. Huber a
façonné la légende de Voltaire... En attendant que Menzel continue dans cette voie, en 1850, quand il peindra Voltaire à Sans-Souci aux côtés du roi Frédéric II. Une chose est sûre, pas de Jean-Jacques Rousseau à Ferney pour ce repas philosophique. Le peintre Huber
invente, et il a été facétieux avec ses découpages voltairiens, mais il y a des limites!!! Le peintre Huber. Pastel c. 1770
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