设有5个哲学家，共享一张放有五把椅子的桌子，每人分得一把椅子。但是，桌子上总共只有5支筷子。在每人两边分开各放一支。哲学家饥饿
时才试图分两次从两边拾起筷子就餐。
条件：
（1）只有拿到两支筷子时，哲学家才能吃饭。
（2）如果筷子已在他人手里，则哲学家必须要等到他人吃完饭之后才能拿到筷子。
（3）任一哲学家在自己未拿到两支筷子吃饭之前，决不放下自己手中的筷子。
试：
(1)描述一个保证不会出现两个邻座同时要求吃饭的通信算法。
(2)描述一个既没有两邻座同时吃饭，又没有人饿死（永远拿不到筷子）的算法。
(3)在什么情况下，5个哲学家全部吃不上饭？
规定在拿到左侧的筷子后，先检查右面的筷子是否可用。如果不可用，则先放下左侧筷子， 等一段时间再重复整个过程。 分析：当出现以下情形，在某一个瞬间，所有的哲学家都同时启动这个算法，拿起左侧的筷 子，而看到右侧筷子不可用，又都放下左侧筷子，等一会儿，又同时拿起左侧筷子……如此 这样永远重复下去。对于这种情况，所有的程序都在运行，但却无法取得进展，即出现饥饿， 所有的哲学家都吃不上饭。 (2) 描述一种没有人饿死（永远拿不到筷子）算法。 考虑了四种实现的方式（A、B、C、D）： A．原理：至多只允许四个哲学家同时进餐,以保证至少有一个哲学家能够进餐,最终总会释 放出他所使用过的两支筷子,从而可使更多的哲学家进餐。以下将room 作为信号量，只允 许4 个哲学家同时进入餐厅就餐，这样就能保证至少有一个哲学家可以就餐，而申请进入 餐厅的哲学家进入room 的等待队列，根据FIFO 的原则，总会进入到餐厅就餐，因此不会 出现饿死和死锁的现象。 伪码： semaphore chopstick[5]=; semaphore room=4; void philosopher(int i) } B．原理：仅当哲学家的左右两支筷子都可用时,才允许他拿起筷子进餐。 方法1：利用AND 型信号量机制实现：根据课程讲述，在一个原语中，将一段代码同时需 要的多个临界资源，要么全部分配给它，要么一个都不分配，因此不会出现死锁的情形。当 某些资源不够时阻塞调用进程;由于等待队列的存在，使得对资源的请求满足FIFO 的要求， 因此不会出现饥饿的情形。 伪码： semaphore chopstick[5]=; void philosopher(int I) } 方法2：利用信号量的保护机制实现。通过信号量mutex对eat（）之前的取左侧和右侧筷 子的操作进行保护，使之成为一个原子操作，这样可以防止死锁的出现。 伪码： semaphore mutex = 1 ; semaphore chopstick[5]=; void philosopher(int I) }
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第1个回答 2016-09-11
package philosopher;
public class Chopsticks {
String name;
boolean Enable=true;
public Chopsticks(String name){
this.name=name;
}
//拿起筷子 不能用则等待
public synchronized void pickUp(){
while(this.Enable==false){
try {
this.wait();
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
this.Enable=false;
}
}
//放下筷子
public synchronized void putDown(){
this.Enable=true;
this.notifyAll();
}
/**
* 多线程 三个人吃面条 坐一圆桌 每两人见有一根筷子 每个人只能拿到左边和右边的筷子 吃面条必须用两根筷子 ，
* 用多线程实现他们吃面条的过程 ，每个人都要吃饱，每个人吃饭时间随机
* */
public static void main(String[] args) {
Chopsticks chops1=new Chopsticks("筷子1");
Chopsticks chops2=new Chopsticks("筷子2");
Chopsticks chops3=new Chopsticks("筷子3");
Chopsticks chops4=new Chopsticks("筷子4");
Chopsticks chops5=new Chopsticks("筷子5");
Philosopher philo1=new Philosopher("哲学家1", chops1, chops2);
Philosopher philo2=new Philosopher("哲学家2", chops2, chops3);
Philosopher philo3=new Philosopher("哲学家3", chops3, chops4);
Philosopher philo4=new Philosopher("哲学家4", chops4, chops5);
Philosopher philo5=new Philosopher("哲学家5", chops5, chops1);
philo1.start();
philo2.start();
philo3.start();
philo4.start();
philo5.start();
}
}
package philosopher;
public class Philosopher extends Thread{
String name;
Chopsticks left,right;
public Philosopher(String name,Chopsticks l,Chopsticks r){
this.name=name;
left=l;
right=r;
}
public void run(){
left.pickUp();
System.out.println(name+"拿起了"+left.name);
right.pickUp();
System.out.println(name+"拿起了"+right.name);
System.out.println(name+"可以吃饭了");
try {
Thread.sleep(2000);
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
System.out.println(name+"吃饱了，放下了"+left.name+"和"+right.name);
left.putDown();
right.putDown();
}
}
public class Chopsticks {
String name;
boolean Enable=true;
public Chopsticks(String name){
this.name=name;
}
//拿起筷子 不能用则等待
public synchronized void pickUp(){
while(this.Enable==false){
try {
this.wait();
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
this.Enable=false;
}
}
//放下筷子
public synchronized void putDown(){
this.Enable=true;
this.notifyAll();
}
/**
* 多线程 三个人吃面条 坐一圆桌 每两人见有一根筷子 每个人只能拿到左边和右边的筷子 吃面条必须用两根筷子 ，
* 用多线程实现他们吃面条的过程 ，每个人都要吃饱，每个人吃饭时间随机
* */
public static void main(String[] args) {
Chopsticks chops1=new Chopsticks("筷子1");
Chopsticks chops2=new Chopsticks("筷子2");
Chopsticks chops3=new Chopsticks("筷子3");
Chopsticks chops4=new Chopsticks("筷子4");
Chopsticks chops5=new Chopsticks("筷子5");
Philosopher philo1=new Philosopher("哲学家1", chops1, chops2);
Philosopher philo2=new Philosopher("哲学家2", chops2, chops3);
Philosopher philo3=new Philosopher("哲学家3", chops3, chops4);
Philosopher philo4=new Philosopher("哲学家4", chops4, chops5);
Philosopher philo5=new Philosopher("哲学家5", chops5, chops1);
philo1.start();
philo2.start();
philo3.start();
philo4.start();
philo5.start();
}
}
package philosopher;
public class Philosopher extends Thread{
String name;
Chopsticks left,right;
public Philosopher(String name,Chopsticks l,Chopsticks r){
this.name=name;
left=l;
right=r;
}
public void run(){
left.pickUp();
System.out.println(name+"拿起了"+left.name);
right.pickUp();
System.out.println(name+"拿起了"+right.name);
System.out.println(name+"可以吃饭了");
try {
Thread.sleep(2000);
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
System.out.println(name+"吃饱了，放下了"+left.name+"和"+right.name);
left.putDown();
right.putDown();
}
}
