操作系统中的哲学家进餐问题的实现(java实现)

在学习操作系统这本书的时候，我们使用的是汤小丹老师的《计算机操作系统》接下来我将会使用java语言去实现内部代码。

Swap指令

哲学家就餐问题是在计算机科学中的一个经典问题，用来演示在并行计算中多线程同步(Synchronization)时产生的问题。在1971年，著名的计算机科学家艾兹格·迪科斯彻提出了一个同步问题，即假设有五台计算机都试图访问五份共享的磁带驱动器。稍后，这个问题被托尼·霍尔重新表述为哲学家就餐问题。这个问题可以用来解释死锁和资源耗尽。

利用记录型信号量解决哲学家进餐问题，但是这样会这引起如结果所示的死锁问题。

package chapter02;

public class P69_1 {
    static int[] chopstick = {1,1,1,1,1};

    public static void main(String[] args) {
        InnerThread a0 = new InnerThread();
        a0.setName("0");
        a0.start();

        InnerThread a1 = new InnerThread();
        a1.setName("1");
        a1.start();

        InnerThread a2 = new InnerThread();
        a2.setName("2");
        a2.start();

        InnerThread a3 = new InnerThread();
        a3.setName("3");
        a3.start();

        InnerThread a4 = new InnerThread();
        a4.setName("4");
        a4.start();
    }

    static class InnerThread extends Thread{
        @Override
        public synchronized void run() {
            while (true){
                int index = Integer.parseInt(this.getName());
                if(chopstick[index]==1){
                    chopstick[index]=0;
                    System.out.println("哲学家"+this.getName()+"获得左筷子"+"，筷子序号为"+index);
                }else{
                    //否则睡眠
                    try {
                        Thread.sleep(100);
                    } catch (InterruptedException e) {
                        e.printStackTrace();
                    }
                }

                if(chopstick[((index+1)%chopstick.length)]==1){
                    chopstick[((index+1)%chopstick.length)]=0;
                    System.out.println("哲学家"+this.getName()+"获得左筷子"+"，筷子序号为"+(index+1)%chopstick.length);

                    System.out.println("哲学家"+this.getName()+"吃饭");
                    try {
                        Thread.sleep(1000);
                        //进行赋值
                        chopstick[index]=1;
                        chopstick[((index+1)%chopstick.length)]=1;
                        System.out.println("哲学家"+this.getName()+"思考");
                    } catch (InterruptedException e) {
                        e.printStackTrace();
                    }
                }else{
                    //否则睡眠
                    try {
                        Thread.sleep(100);
                    } catch (InterruptedException e) {
                        e.printStackTrace();
                    }
                }
            }
        }
    }
}

运行结果：

"C:\Program Files\Java\jdk1.8.0_101\bin\java.exe" 
哲学家0获得左筷子0序号为
哲学家3获得左筷子3序号为
哲学家1获得左筷子1序号为
哲学家2获得左筷子2序号为
哲学家4获得左筷子4序号为

Process finished with exit code -1

 

解决办法：

1.至多允许四位哲学家同时拿起筷子，最终能保证一位哲学家能够进食。

 

2.仅当左右筷子都可以使用的时候才允许拿起筷子

3.规定奇数哲学家先拿起左筷子，然后再拿右筷子，反之亦然。