多线程 -- 哲学家进餐

题目：https://leetcode-cn.com/problems/the-dining-philosophers

 

 

 5 个沉默寡言的哲学家围坐在圆桌前，每人面前一盘意面。叉子放在哲学家之间的桌面上。

 （5 个哲学家，5 根叉子）

 所有的哲学家都只会在思考和进餐两种行为间交替。

 哲学家只有同时拿到左边和右边的叉子才能吃到面，

 而同一根叉子在同一时间只能被一个哲学家使用。

 每个哲学家吃完面后都需要把叉子放回桌面以供其他哲学家吃面。

 只要条件允许，哲学家可以拿起左边或者右边的叉子，但在没有同时拿到左右叉子时不能进食。

 

 假设面的数量没有限制，哲学家也能随便吃，不需要考虑吃不吃得下。

 

 设计一个进餐规则（并行算法）使得每个哲学家都不会挨饿；

 也就是说，在没有人知道别人什么时候想吃东西或思考的情况下，

 每个哲学家都可以在吃饭和思考之间一直交替下去。

 

 哲学家从 0 到 4 按 顺时针 编号。请实现函数 void wantsToEat(philosopher, pickLeftFork, pickRightFork, eat, putLeftFork, putRightFork)：

 

 philosopher 哲学家的编号。

 pickLeftFork 和 pickRightFork 表示拿起左边或右边的叉子。

 eat 表示吃面。

 putLeftFork 和 putRightFork 表示放下左边或右边的叉子。

 由于哲学家不是在吃面就是在想着啥时候吃面，所以思考这个方法没有对应的回调。

 给你 5 个线程，每个都代表一个哲学家，请你使用类的同一个对象来模拟这个过程。

 在最后一次调用结束之前，可能会为同一个哲学家多次调用该函数。

 

 示例：

 

 输入：n = 1

 输出：[[4,2,1],[4,1,1],[0,1,1],[2,2,1],[2,1,1],[2,0,3],[2,1,2],[2,2,2],[4,0,3],[4,1,2],[0,2,1],[4,2,2],[3,2,1],[3,1,1],[0,0,3],[0,1,2],[0,2,2],[1,2,1],[1,1,1],[3,0,3],[3,1,2],[3,2,2],[1,0,3],[1,1,2],[1,2,2]]

 解释:

 n 表示每个哲学家需要进餐的次数。

 输出数组描述了叉子的控制和进餐的调用，它的格式如下：

 output[i] = [a, b, c] (3个整数)

 - a 哲学家编号。

 - b 指定叉子：{1 : 左边, 2 : 右边}.

 - c 指定行为：{1 : 拿起, 2 : 放下, 3 : 吃面}。

 如 [4,2,1] 表示 4 号哲学家拿起了右边的叉子。

 

 提示：

 1 <= n <= 60

题解：

5个叉子，两把叉子都获取到锁再输出。最简单的是每次只有1个人吃。。。

import java.util.concurrent.Semaphore;

/**
 https://leetcode-cn.com/problems/the-dining-philosophers

 5 个沉默寡言的哲学家围坐在圆桌前，每人面前一盘意面。叉子放在哲学家之间的桌面上。
 （5 个哲学家，5 根叉子）
 所有的哲学家都只会在思考和进餐两种行为间交替。
 哲学家只有同时拿到左边和右边的叉子才能吃到面，
 而同一根叉子在同一时间只能被一个哲学家使用。
 每个哲学家吃完面后都需要把叉子放回桌面以供其他哲学家吃面。
 只要条件允许，哲学家可以拿起左边或者右边的叉子，但在没有同时拿到左右叉子时不能进食。

 假设面的数量没有限制，哲学家也能随便吃，不需要考虑吃不吃得下。

 设计一个进餐规则（并行算法）使得每个哲学家都不会挨饿；
 也就是说，在没有人知道别人什么时候想吃东西或思考的情况下，
 每个哲学家都可以在吃饭和思考之间一直交替下去。

 哲学家从 0 到 4 按 顺时针 编号。请实现函数 void wantsToEat(philosopher, pickLeftFork, pickRightFork, eat, putLeftFork, putRightFork)：

 philosopher 哲学家的编号。
 pickLeftFork 和 pickRightFork 表示拿起左边或右边的叉子。
 eat 表示吃面。
 putLeftFork 和 putRightFork 表示放下左边或右边的叉子。
 由于哲学家不是在吃面就是在想着啥时候吃面，所以思考这个方法没有对应的回调。
 给你 5 个线程，每个都代表一个哲学家，请你使用类的同一个对象来模拟这个过程。
 在最后一次调用结束之前，可能会为同一个哲学家多次调用该函数。

 示例：

 输入：n = 1
 输出：[[4,2,1],[4,1,1],[0,1,1],[2,2,1],[2,1,1],[2,0,3],[2,1,2],[2,2,2],[4,0,3],[4,1,2],[0,2,1],[4,2,2],[3,2,1],[3,1,1],[0,0,3],[0,1,2],[0,2,2],[1,2,1],[1,1,1],[3,0,3],[3,1,2],[3,2,2],[1,0,3],[1,1,2],[1,2,2]]
 解释:
 n 表示每个哲学家需要进餐的次数。
 输出数组描述了叉子的控制和进餐的调用，它的格式如下：
 output[i] = [a, b, c] (3个整数)
 - a 哲学家编号。
 - b 指定叉子：{1 : 左边, 2 : 右边}.
 - c 指定行为：{1 : 拿起, 2 : 放下, 3 : 吃面}。
 如 [4,2,1] 表示 4 号哲学家拿起了右边的叉子。
  

 提示：
 1 <= n <= 60


 每次1个人吃。。。
 synchronized (this){
 pickLeftFork.run();
 pickRightFork.run();
 eat.run();
 putLeftFork.run();
 putRightFork.run();
 }

 * @author jy.cui
 * @version 1.0
 * @date 2020/10/22 14:45
 */
class DiningPhilosophers {

    private Semaphore[] semaphores = new Semaphore[5];
    private Semaphore semaphore = new Semaphore(1);

    public DiningPhilosophers() {
        for(int i = 0; i < 5; i++){
            semaphores[i] = new Semaphore(1); //初始化1个许可
        }
    }

    // call the run() method of any runnable to execute its code
    public void wantsToEat(int philosopher,
                           Runnable pickLeftFork,
                           Runnable pickRightFork,
                           Runnable eat,
                           Runnable putLeftFork,
                           Runnable putRightFork) throws InterruptedException {
        while (true){
            //左右叉子都拿到再吃
            if(semaphores[philosopher].tryAcquire()){
                if(semaphores[(philosopher+1)%5].tryAcquire()){
                    pickLeftFork.run();
                    pickRightFork.run();
                    eat.run();
                    putLeftFork.run();
                    putRightFork.run();
                    //释放两个叉子
                    semaphores[philosopher].release();
                    semaphores[(philosopher+1)%5].release();
                    semaphore.release();
                    return;
                }else {
                    //没拿到释放右边的叉子
                    semaphores[philosopher].release();
                }
            }
            semaphore.acquire(); //没抢到叉子阻塞等待
        }
    }
}

 

 

 

https://leetcode-cn.com/problems/the-dining-philosophers