利用AND信号量机制解决哲学家进餐问题

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。

参考：http://www.cnblogs.com/vettel/p/3438257.html

    package 操作系统;
    
    class Philosopher extends Thread {
    
        private String name;
        private Fork fork;
    
        public Philosopher(String name, Fork fork) {
            super();
            this.name = name;
            this.fork = fork;
        }
    
        @Override
        public void run() {
            thinking();
            fork.takeFork();
            eating();
            fork.putFork();
        }
    
        void eating() {
            System.out.println("I'm eating " + name);
            try {
                sleep(1000);
            } catch (InterruptedException e) {
                // TODO Auto-generated catch block
                e.printStackTrace();
            }
        }
    
        void thinking() {
            System.out.println("I'm thinking" + name);
            try {
                sleep(1000);
            } catch (InterruptedException e) {
                // TODO Auto-generated catch block
                e.printStackTrace();
            }
        }
    }
    
    class Fork {
    
        boolean[] used = { false, false, false, false, false };
    
        synchronized void takeFork() {
            String threadName = Thread.currentThread().getName();
            String name = threadName.substring(threadName.length()-1, threadName.length());
            int i = Integer.parseInt(name);
            while (used[i] || used[(i + 1) % 5]) {
                try {
                    wait();
                } catch (InterruptedException e) {
                    // TODO Auto-generated catch block
                    e.printStackTrace();
                }
            }
            used[i] = true;
            used[(i + 1) % 5] = true;
    
        }
    
        synchronized void putFork() {
            String threadName = Thread.currentThread().getName();
            String name = threadName.substring(threadName.length()-1, threadName.length());
            int i = Integer.parseInt(name);
            used[i] = false;
            used[(i + 1) % 5] = false;
            notifyAll();
        }
    }
    
    public class 哲学家就餐问题 {
        public static void main(String[] args) {
            Fork fork = new Fork();
    
            new Philosopher("1", fork).start();
            new Philosopher("2", fork).start();;
            new Philosopher("3", fork).start();;
            new Philosopher("4", fork).start();;
            new Philosopher("5", fork).start();;
    
        }
    }

执行结果

I'm thinking1
I'm thinking3
I'm thinking2
I'm thinking4
I'm thinking5
I'm eating 1
I'm eating 3
I'm eating 5
I'm eating 2
I'm eating 4