Задача об обедающих философах

@klunics · Регистрация: 02.04.2018

Студворк — интернет-сервис помощи студентам

Доброго времени суток! Поиском пользовался, но ответа для себя не нашёл, поэтому создаю тему.

Имеется задача об обедающих философах. Пять философов сидят вокруг круглого стола, перед каждым философом стоит тарелка спагетти. Вилки лежат на столе между каждой парой ближайших философов. Каждый философ может либо есть, либо размышлять. Философ может есть только тогда, когда держит две вилки — взятую справа и слева.

Необходимо решить задачу с помощью семафоров. Специальное условие: философы берут две вилки одновременно. Если философ проголодался, он проверяет обе вилки. Если обе свободны, он их берет. Если хоть одна занята, он ждёт, пока обе не будут свободны.

Запрещено: сделать так, чтобы философ проверил одну вилку, взял её, если она свободна, проверил вторую, и если она занята, то освободил первую, и отправился ждать.

Саму задачу я решить могу, проблемы вызывает конкретно специальное решение. Помогите, пожалуйста.

Имеющиийся код:

Java
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
public class Main {
 
    private final int count = 5;
    
    private Main() {
    
        Fork[] forks = new Fork[count];
        
        for(int i = 0; i < count; i++) {
            forks[i] = new Fork(1);
        }
        
        for(int i = 0; i < count; i++) {
            new Thread(new Philosopher(i, forks[(i + 1) % count], forks[i])).start();
        }
        
    }
    
    public static void main(String[] args) {
        new Main();
    }
}

Java
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
26
27
28
29
30
31
32
33
34
35
36
37
38
39
40
41
42
43
44
45
46
47
48
49
50
51
52
53
54
55
56
57
58
59
60
61
62
63
64
65
66
67
import java.lang.Runnable;
import java.util.Random;
 
class Philosopher implements Runnable {
 
    private final float chanceToEat = 0.3f; 
    private final float chanceToThink = 0.3f; 
    
    private int number;
 
    private Fork leftFork;
    private Fork rightFork;
    
    private Random random;
    
    private STATES state;
    
    private enum STATES {
        THINKING,
        EATING;
    }
    
    public Philosopher(int number, Fork leftFork, Fork rightFork) {
        this.number = number;
        this.leftFork = leftFork;
        this.rightFork = rightFork;
        
        random = new Random(System.nanoTime());
        state = STATES.THINKING;
    }
    
    boolean isTimeToEat() {
        return random.nextFloat() < chanceToEat;
    }
    
    boolean isTimeToThink() {
        return random.nextFloat() < chanceToThink;
    }
    
    @Override
    public void run() {
        System.out.println("Philosopher № " + number + " is thinking.");
        while(true) {
            try {
                switch(state) {
                    case THINKING:  if(isTimeToEat()) {
                                        System.out.println("Philosopher № " + number + " wants to eat.");
                                        // TODO
                                        // Ожидание обоих вилок
                                        state = STATES.EATING;
                                    }
                                    break;
                                    
                    case EATING:    if(isTimeToThink()) {
                                        // TODO
                                        // Освобождение обоих вилок
                                        System.out.println("Philosopher № " + number + " is thinking.");
                                        state = STATES.THINKING;
                                    }
                }
                Thread.sleep(500);
            } catch (InterruptedException e) {
                e.printStackTrace();
            }
        }
    }
}

Java
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
import java.util.concurrent.Semaphore;
 
class Fork extends Semaphore {
    
    private static final long serialVersionUID = -9092936681187449008L;
    
    public Fork(int permits) {
        super(permits);
    }
    
    public Fork(int permits, boolean fair) {
        super(permits, fair);
    }
}

Добавлено через 53 минуты
Предположительно я нашёл решение (реализовал блоки TODO):

Java
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
26
27
28
29
30
31
32
33
34
35
36
37
38
39
40
41
42
43
44
45
46
47
48
49
50
51
52
53
54
55
56
57
58
59
60
61
62
63
64
65
66
67
68
69
70
71
72
73
74
75
76
77
78
79
80
81
82
83
84
85
86
87
import java.lang.Runnable;
import java.util.Random;
 
class Philosopher implements Runnable {
 
    private final float chanceToEat = 0.3f; 
    private final float chanceToThink = 0.3f; 
    
    private int number;
 
    private Fork leftFork;
    private Fork rightFork;
    
    private Random random;
    
    private STATES state;
    
    private enum STATES {
        THINKING,
        EATING;
    }
    
    public Philosopher(int number, Fork leftFork, Fork rightFork) {
        this.number = number;
        this.leftFork = leftFork;
        this.rightFork = rightFork;
        
        random = new Random(System.nanoTime());
        state = STATES.THINKING;
    }
    
    boolean isTimeToEat() {
        return random.nextFloat() < chanceToEat;
    }
    
    boolean isTimeToThink() {
        return random.nextFloat() < chanceToThink;
    }
    
    @Override
    public void run() {
        System.out.println("Philosopher № " + number + " is thinking.");
        while(true) {
            try {
                switch(state) {
                    case THINKING:  if(isTimeToEat()) {
                                        boolean wait = true;
                                        int i = 0;
                                        while(wait) {
                                            synchronized(leftFork) {
                                                synchronized(rightFork) {
                                                    if(leftFork.availablePermits() > 0 && rightFork.availablePermits() > 0) {
                                                        leftFork.acquire();
                                                        rightFork.acquire();
                                                        wait = false;
                                                        System.out.println("Philosopher № " + number + " is eating.");
                                                        state = STATES.EATING;
                                                    }
                                                    else {
                                                        if(i++ == 0) {
                                                            System.out.println("Philosopher № " + number + " is waiting.");
                                                        }
                                                        if(i > 100) {
                                                            System.out.println("DEADLOCK\tDEADLOCK\tDEADLOCK\tDEADLOCK\tDEADLOCK\t");
                                                        }
                                                        Thread.sleep(500);
                                                    }
                                                }
                                            }
                                        }
                                    }
                                    break;
                                    
                    case EATING:    if(isTimeToThink()) {
                                        leftFork.release();
                                        rightFork.release();
                                        System.out.println("Philosopher № " + number + " is thinking.");
                                        state = STATES.THINKING;
                                    }
                }
                Thread.sleep(1000);
            } catch (InterruptedException e) {
                e.printStackTrace();
            }
        }
    }
}

@korvin_ · 27.04.2018, 22:52

Сообщение от klunics

проблемы вызывает конкретно специальное решение. Помогите, пожалуйста.

Делаешь вилки ресурсом, распределяемым сервисом, т.е. философ отправляет сервису вилок запрос на две вилки, сервис проверяет, если обе свободны, отдаёт их философу, иначе отвечает ему, что вилки заняты и философ отправляется думать. Сервис обрабатывает только один запрос за раз, т.е. не может выполнять их конкурентно, чем обеспечит корректность состояния вилок в каждый момент времени.

Ну и соответственно, после еды философ возвращает обе взятые вилки.

@klunics · 28.04.2018, 09:46 **[ТС]**

korvin_, спасибо!

Новые блоги и статьи Все статьи Все блоги /
Знаешь почему 90% людей редко бывают счастливыми? kumehtar 14.04.2026 Потому что они ждут. Ждут выходных, ждут отпуска, ждут удачного момента. . . а удачный момент так и не приходит.	Фиксация колонок в отчете СКД Maks 14.04.2026 Фиксация колонок в СКД отчета типа Таблица. Задача: зафиксировать три левых колонки в отчете. Процедура ПриКомпоновкеРезультата(ДокументРезультат, ДанныеРасшифровки, СтандартнаяОбработка) / / . . .	Настройки VS Code Loafer 13.04.2026 { "cmake. configureOnOpen": false, "diffEditor. ignoreTrimWhitespace": true, "editor. guides. bracketPairs": "active", "extensions. ignoreRecommendations": true, . . .	Оптимизация кода на разграничение прав доступа к элементам формы Maks 13.04.2026 Алгоритм из решения ниже реализован на нетиповом документе, разработанного в конфигурации КА2. Задачи, как таковой, поставлено не было, проделанное ниже исключительно моя инициатива. Было так:. . .
Контроль заполнения и очистка дат в зависимости от значения перечислений Maks 12.04.2026 Алгоритм из решения ниже реализован на примере нетипового документа "ПланированиеПерсонала", разработанного в конфигурации КА2. Задача: реализовать контроль корректности заполнения дат назначения. . .	Архитектура слоя интернета для сервера-слоя. Hrethgir 11.04.2026 В продолжение https:/ / www. cyberforum. ru/ blogs/ 223907/ 10860. html Знаешь что я подумал? Раз мы все источники пишем в голове ветки, то ничего не мешает добавить в голову такой источник, который сам. . .	Подстановка значения реквизита справочника в табличную часть документа Maks 10.04.2026 Алгоритм из решения ниже реализован на примере нетипового документа "ПланированиеПерсонала", разработанного в конфигурации КА2. Задача: при выборе сотрудника (справочник Сотрудники) в ТЧ документа. . .	Очистка реквизитов документа при копировании Maks 09.04.2026 Алгоритм из решения ниже применим как для типовых, так и для нетиповых документов на самых различных конфигурациях. Задача: при копировании документа очищать определенные реквизиты и табличную. . .

@klunics 0 / 0 / 0 Регистрация: 02.04.2018 Сообщений: 2
	28.04.2018, 09:46 [ТС]
	korvin_, спасибо! 0