JAVA多线程学习--哲学家就餐问题
2018-01-25 17:32
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哲学家就餐问题是1965年由Dijkstra提出的一种线程同步的问题。
问题描述:一圆桌前坐着5位哲学家,两个人中间有一只筷子,桌子中央有面条。哲学家思考问题,当饿了的时候拿起左右两只筷子吃饭,必须拿到两只筷子才能吃饭。上述问题会产生死锁的情况,当5个哲学家都拿起自己右手边的筷子,准备拿左手边的筷子时产生死锁现象。
解决办法:
1、添加一个服务生,只有当经过服务生同意之后才能拿筷子,服务生负责避免死锁发生。
2、每个哲学家必须确定自己左右手的筷子都可用的时候,才能同时拿起两只筷子进餐,吃完之后同时放下两只筷子。
3、规定每个哲学家拿筷子时必须拿序号小的那只,这样最后一位未拿到筷子的哲学家只剩下序号大的那只筷子,不能拿起,剩下的这只筷子就可以被其他哲学家使用,避免了死锁。这种情况不能很好的利用资源。
代码实现:实现第2种方案
运行结果:
分析:上述解决方案解决了死锁问题。可以看到最多只能有两条相邻的eating结果,因为每个时刻最多能够满足两个人同时进餐,且两人座位不相邻。
问题描述:一圆桌前坐着5位哲学家,两个人中间有一只筷子,桌子中央有面条。哲学家思考问题,当饿了的时候拿起左右两只筷子吃饭,必须拿到两只筷子才能吃饭。上述问题会产生死锁的情况,当5个哲学家都拿起自己右手边的筷子,准备拿左手边的筷子时产生死锁现象。
解决办法:
1、添加一个服务生,只有当经过服务生同意之后才能拿筷子,服务生负责避免死锁发生。
2、每个哲学家必须确定自己左右手的筷子都可用的时候,才能同时拿起两只筷子进餐,吃完之后同时放下两只筷子。
3、规定每个哲学家拿筷子时必须拿序号小的那只,这样最后一位未拿到筷子的哲学家只剩下序号大的那只筷子,不能拿起,剩下的这只筷子就可以被其他哲学家使用,避免了死锁。这种情况不能很好的利用资源。
代码实现:实现第2种方案
package Philosopher; /*每个哲学家相当于一个线程*/ class Philosopher extends Thread { private String name; private Fork fork; public Philosopher(String name, Fork fork) { super(name); this.name=name; this.fork=fork; } public void run(){ while(true){ thiking(); fork.takeFork(); eating(); fork.putFork(); } } public void eating(){ System.out.println("I am Eating:"+name); try { sleep(1000);//模拟吃饭,占用一段时间资源 } catch (InterruptedException e){ e.printStackTrace(); } } public void thiking(){ System.out.println("I am Thinking:"+name); try { sleep(1000);//模拟思考 } catch (InterruptedException e){ e.printStackTrace(); } } } class Fork { /*5只筷子,初始为都未被用*/ private boolean[] used={false, false, false, false, false}; /*只有当左右手的筷子都未被使用时,才允许获取筷子,且必须同时获取左右手筷子*/ public synchronized void takeFork(){ String name=Thread.currentThread().getName(); int i=Integer.parseInt(name); while(used[i]||used[(i+1)%5]){ try { wait();//如果左右手有一只正被使用,等待 } catch (InterruptedException e){ e.printStackTrace(); } } used[i]=true; used[(i+1)%5]=true; } //如果左右手有一只正被使用,等待 public synchronized void putFork(){ String name=Thread.currentThread().getName(); int i=Integer.parseInt(name); used[i]=false; used[(i+1)%5]=false; notifyAll();//唤醒其他线程 } } //测试 public class Main { public static void main(String[] args){ Fork fork=new Fork(); new Philosopher("0", fork).start(); new Philosopher("1", fork).start(); new Philosopher("2", fork).start(); new Philosopher("3", fork).start(); new Philosopher("4", fork).start(); } }
运行结果:
I am Thinking:0 I am Thinking:2 I am Thinking:3 I am Thinking:1 I am Thinking:4 I am Eating:0 I am Eating:2 I am Thinking:0 I am Eating:4 I am Thinking:2 I am Eating:1 I am Thinking:4 I am Eating:3 I am Thinking:1 I am Eating:0 I am Thinking:3 I am Eating:2 I am Thinking:0 I am Eating:4 I am Thinking:2 ......
分析:上述解决方案解决了死锁问题。可以看到最多只能有两条相邻的eating结果,因为每个时刻最多能够满足两个人同时进餐,且两人座位不相邻。
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