LeetCode 1226 多线程 哲学家进餐

LeetCode 1226 多线程 哲学家进餐

LeetCode

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。

维基百科

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。

解答
这题的关键是避免死锁，如果每个人都拿起自己左边的叉子，那么都不放下的情况下，就变成循环等待另外一个人放下，导致死锁。因此规定奇数人先拿左边，再拿右边，而偶数人先拿右边，再拿左边，这样便最多竞争某一个叉子，不会出现死锁
实现：这里设置n把叉子（fork)每把叉子都是一个信号量，只允许一个人拥有。

import java.util.concurrent.Semaphore;
class DiningPhilosophers {
    final int n  = 5;
    Semaphore[] fork;
    public DiningPhilosophers() {
        fork = new Semaphore[n];
        for(int i = 0; i < n; i++)
            fork[i] = new Semaphore(1);
    }

    // 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 {
       
        if((philosopher & 1) == 1){
            fork[(philosopher+1)%n].acquire();
            fork[philosopher].acquire();
            pickLeftFork.run();
            pickRightFork.run();
        }else{
            fork[philosopher].acquire();
            fork[(philosopher+1)%n].acquire();
            pickRightFork.run();
            pickLeftFork.run();
        }            
        eat.run();
        putLeftFork.run();
        putRightFork.run();
        fork[(philosopher+1)%n].release();
        fork[philosopher].release();
    }
}