餐饮哲学家问题中的饥饿答案

【问题标题】：Starvation in the dining philosopher problem餐饮哲学家问题中的饥饿
【发布时间】：2019-02-07 22:47:58
【问题描述】：

我一直在 wikipedia 上寻找哲学家就餐问题的解决方案。 The resource hierarchy solution

我了解它的工作原理以及打破循环结构如何防止死锁，但解决方案如何防止饥饿？一个或几个线程不能继续运行，而一些线程无法取得进展吗？

如果没有，是什么阻止了这种情况的发生？

实现：

public class DinningphilMain {



    public static void main(String[] args) throws InterruptedException {


        int numPhil = 3;

        Philosopher[] phil = new Philosopher[numPhil];

        Fork[] forkArr=new Fork[numPhil];


        for (int i = 0; i < numPhil; i ++) {
            forkArr[i]= new Fork(i);
        }

        for (int i = 0; i < numPhil-1; i++) {
            phil[i]=new Philosopher(i, forkArr[i], forkArr[i+1]);
        }
        phil[numPhil-1]= new Philosopher(numPhil-1, forkArr[0], forkArr[numPhil-1]);

        for (Philosopher p : phil)
            new Thread(p).start();


    }
}

这是哲学家课

import java.util.Random;

public class Philosopher implements Runnable {

    int sleep = 1000;
    int id;
    int eatTime= 500;
    Random rand = new Random();
    Fork left;
    Fork right;


    public Philosopher(int id,  Fork left, Fork right) {
        this.id = id;
        this.left = left;
        this.right = right;

    }


    private void think() {
        System.out.println("Philosopher " + id + " is thinking");
        try {
            int thinkingTime = rand.nextInt(sleep);
            Thread.sleep(thinkingTime);
        } catch (InterruptedException e) {
            e.printStackTrace();
        }
    }

    private void getForks() {
        System.out.println("Philosopher " + id + " is picking up forks");
        try {
            left.get();
            right.get();
            System.out.println("Philosopher " + id + " has both forks");
        } catch (InterruptedException e) {
            e.printStackTrace();
        }

    }

    private void releaseForks() {
        System.out.println("Philosopher " + id + " is putting down forks");
        left.release();
        right.release();
    }

    private void eat()  {
        System.out.println("Philosopher " + id + " is eating");
        try {
            Thread.sleep(eatTime);
        } catch (InterruptedException e) {
            e.printStackTrace();
        }
    }



    @Override
    public void run() {
            while (true) {
                getForks();
                eat();
                releaseForks();
                think();
            }

    }
}

这是分叉类

public class Fork {

    private int id;
    private Thread thread;

    public Fork(int id) {
        this.id = id;
        thread = null;
    }

    public int getId() {
        return id;
    }

    public synchronized void get() throws InterruptedException {
        if (thread != null) 
            this.wait();
        thread = Thread.currentThread();
    }

    public synchronized void release() {
        if (thread == Thread.currentThread())
            thread = null;
        this.notify();
    }

}

【问题讨论】：

标签： multithreading parallel-processing dining-philosopher starvation

【解决方案1】：

资源层次解决方案解决了死锁，但不能解决饥饿问题。

为了防止饥饿，您需要：

来自线程系统的保证，线程将被解除阻塞监视器和条件变量的顺序相同被屏蔽了。

自己做。换句话说，你必须保证没有哲学家可能会饿死。例如，假设您维护一个队列哲学家。当哲学家饿了时，他/她会被放到队列的尾部。哲学家只有在他/她处于领先地位时才能吃东西排长队，筷子是否空闲。

这取自C560 Lecture notes -- Dining Philosophers

【讨论】：

我的困惑来自于当我在 Java 中实现解决方案时，哲学家似乎按顺序进食（1 然后 2 然后 3...），而且似乎没有饥饿。我正在使用 wait() 和 notify() 来访问分叉，但我很确定 Java 中的这些方法不能保证顺序，所以看起来很奇怪
你能分享你的实现吗？
我已经用实现编辑了帖子。我认为可能是 Thread.sleep() 调用确保没有线程占用所有分叉

【解决方案2】：

简短的回答是它没有。哲学家进餐问题用于讨论并发问题；它本身并不是任何事情的单一解决方案（因此它被称为问题）。

餐饮哲学家的维基百科页面本身显示了一些实现。第一个展示了一个糟糕的解决方案实施将如何导致饥饿。

https://en.wikipedia.org/wiki/Dining_philosophers_problem

【讨论】：