Java多线程,哲学家就餐问题
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
package cn.edu.sdust.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){
thinking();
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) {
// TODO Auto-generated catch block
e.printStackTrace();
}
}
public void thinking(){
System.out.println("I am Thinking:"+name);
try {
sleep(1000);//模拟思考
} catch (InterruptedException e) {
// TODO Auto-generated catch block
e.printStackTrace();
}
}
}
class Fork{
/*5只筷子,初始为都未被用*/
private boolean[] used={false,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) {
// TODO Auto-generated catch block
e.printStackTrace();
}
}
used[i ]= true;
used[(i+1)%5]=true;
}
/*必须同时释放左右手的筷子*/
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 ThreadTest {
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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