Java多线程，哲学家就餐问题

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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

代码如下:
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：

代码如下:
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。