JAVA并发，经典死锁案例-哲学家就餐

转自：http://blog.csdn.net/tayanxunhua/article/details/38691005

死锁经典案例：哲学家就餐。

这个案例会导致死锁。

通过修改《Java编程思想4》一书中的案例，来做实验，代码更易理解，结果也相对容易控制。

附代码：

筷子类：

 package com.tyxh.ch21.c6;

 public class Chopstick {
     private boolean taken = false;//判断是此筷子是否被拿起
     public synchronized void take() throws InterruptedException {
         while(taken) {
             //如果已被拿起，则等待
             wait();
         }
         //如果没有被拿起，则可以被拿起，并设置taken为true
         taken = true;
     }

     public synchronized void drop() {
         //放下筷子之后设置taken为false，并通知其他哲学家
         taken = false;
         notifyAll();
     }
 }

哲学家类：

 package com.tyxh.ch21.c6;

 import java.util.Random;
 import java.util.concurrent.TimeUnit;

 public class Philosopher implements Runnable {
     private Chopstick left;//左筷子
     private Chopstick right;//右筷子

     private final int id;//哲学家编号
     private final int ponderFactor;//根据这个属性设置思考时间

     private Random rand = new Random(47);
     private void pause() throws InterruptedException {
         if(ponderFactor == 0) {
             return;
         }
         TimeUnit.MILLISECONDS.sleep(rand.nextInt(ponderFactor *250));
     }

     public Philosopher(Chopstick left, Chopstick right, int ident, int ponder) {
         this.left = left;
         this.right = right;
         this.id = ident;
         this.ponderFactor = ponder;
     }

     public void run() {
         try{
             while(!Thread.interrupted()) {
                 System.out.println(this + " " + "thinking");
                 pause();
                 right.take();
                 System.out.println(this + " " + "拿右筷子");
                 left.take();
                 System.out.println(this + " " + "拿左筷子");
                 pause();
                 System.out.println(this + " " + "吃");
                 right.drop();
                 System.out.println(this + " " + "放下右筷子");
                 left.drop();
                 System.out.println(this + " " + "放下左筷子");
             }
         }catch(InterruptedException e) {
             System.out.println(this + " 退出   ");
         }
     }

     public String toString() {
         return "Phiosopher : " + id;
      }
 }

测试类：

 package com.tyxh.ch21.c6;

 import java.util.concurrent.ExecutorService;
 import java.util.concurrent.Executors;
 import java.util.concurrent.TimeUnit;

 public class DeadlockingDiningPhilosophers {
     public static void main(String[] args) throws InterruptedException {
         int ponder = 5;
         if(args.length > 0) {
             ponder = Integer.parseInt(args[0]);
         }
         int size = 5;
         if(args.length > 1) {
             size = Integer.parseInt(args[1]);
         }
         ExecutorService exec = Executors.newCachedThreadPool();
         Chopstick[] stick = new Chopstick[size];

         for(int i = 0; i < size; i++) {
             stick[i] = new Chopstick();
         }

         for(int i = 0; i < size; i++) {
             Philosopher p = new Philosopher(stick[i], stick[(i+1)%size], i, ponder);
             exec.execute(p);
         }

         TimeUnit.SECONDS.sleep(3);
         exec.shutdownNow();

     }
 }
  

可以通过命令行参数调整ponder因子设置哲学家思考时间，也可以设置筷子及哲学家的数量size。

死锁产生的四个必要条件。

1>互斥使用，即当资源被一个线程使用(占有)时，别的线程不能使用

2>不可抢占，资源请求者不能强制从资源占有者手中夺取资源，资源只能由资源占有者主动释放。

3>请求和保持，即当资源请求者在请求其他的资源的同时保持对原有资源的战友。

4>循环等待，即存在一个等待队列：P1占有P2的资源，P2占有P3的资源，P3占有P1的资源。这样就形成了一个等待环路。

当上述四个条件都成立的时候，便形成死锁。当然，死锁的情况下如果打破上述任何一个条件，便可让死锁消失。

这里仅给出书中处理此死锁的解决方案(破坏第四种条件)：

方案是：

前面哲学家拿筷子的顺序都是先拿右，再拿左，但最后一个哲学家拿筷子的顺序是先拿左，再拿右，就可以通过阻止循环等待这个死锁的条件来阻止死锁发生。

即将代码：

         for(int i = 0; i < size; i++) {
             Philosopher p = new Philosopher(stick[i], stick[(i+1)%size], i, ponder);
             exec.execute(p);
         }

修改为：

         for(int i = 0; i < size; i++) {
             if(i < size - 1) {
                 Philosopher p = new Philosopher(stick[i], stick[(i+1)%size], i, ponder);
                 exec.execute(p);
             }else {
                 Philosopher p = new Philosopher(stick[0], stick[i], i, ponder);
                 exec.execute(p);
             }
         }