多執行緒之哲學家進餐問題
阿新 • • 發佈:2019-01-09
問題描述:一圓桌前坐著5位哲學家,兩個人中間有一隻筷子,桌子中央有面條。哲學家思考問題,當餓了的時候拿起左右兩隻筷子吃飯,必須拿到兩隻筷子才能吃飯。上述問題會產生死鎖的情況,當5個哲學家都拿起自己右手邊的筷子,準備拿左手邊的筷子時產生死鎖現象。
解決辦法:
1、新增一個服務生,只有當經過服務生同意之後才能拿筷子,服務生負責避免死鎖發生。
2、每個哲學家必須確定自己左右手的筷子都可用的時候,才能同時拿起兩隻筷子進餐,吃完之後同時放下兩隻筷子。
3、規定每個哲學家拿筷子時必須拿序號小的那隻,這樣最後一位未拿到筷子的哲學家只剩下序號大的那隻筷子,不能拿起,剩下的這隻筷子就可以被其他哲學家使用,避免了死鎖。這種情況不能很好的利用資源。
public class PhilosopherQuestion { 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(); } } /** * 每個哲學家相當於一個執行緒 */ 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(); //模擬思考 fork.takeFork(); //嘗試獲取左右兩支筷子,吃飯 eating(); //模擬吃飯 fork.putFork(); //釋放資源,喚醒阻塞的哲學家 } } /** * 模擬吃飯 */ public void eating(){ System.out.println("I am Eating:" + name); try { sleep(1000);//模擬吃飯,佔用一段時間資源 } catch (InterruptedException e) { e.printStackTrace(); } } /** * 思考 */ public void thinking(){ System.out.println("I am Thinking:" + name); try { sleep(1000);//模擬思考 } catch (InterruptedException e) { e.printStackTrace(); } } } class Fork{ //5只筷子,初始為都未被用 private boolean[] used={false,false,false,false,false,false}; /** * 只有當左右手的筷子都未被使用時,才允許獲取筷子,且必須同時獲取左右手筷子 */ public synchronized void takeFork(){ String name = Thread.currentThread().getName(); int i = Integer.parseInt(name); while(used[i]||used[(i+1)%5]){ //兩者任意個為true,則為佔用,等待 try { wait(); //如果左右手有一隻正被使用,等待 } catch (InterruptedException e) { e.printStackTrace(); } } used[i]= true; used[(i+1)%5]=true; } /** * 必須同時釋放左右手的筷子 */ public synchronized void putFork(){ String name = Thread.currentThread().getName(); int i = Integer.parseInt(name); used[i]= false; used[(i+1)%5]=false; notifyAll(); //喚醒其他執行緒 } }
測試結果如下:
I am Thinking:0
I am Thinking:1
I am Thinking:2
I am Thinking:3
I am Thinking:4
I am Eating:0
I am Eating:2
I am Thinking:2
I am Eating:4
I am Eating:1
I am Thinking:0
I am Thinking:1
I am Eating:2
I am Eating:0
I am Thinking:4
I am Thinking:2
I am Eating:3
I am Eating:1
I am Thinking:0
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可以看到,上述的方案可以避免哲學家進餐出現死鎖的問題,每次進餐都最多隻允許是兩個不相鄰的哲學家,座位不相鄰!