package bytedance;
import java.util.concurrent.Semaphore;
import java.util.concurrent.locks.ReentrantLock;
/**
* 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）
* <p>
* 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。
* <p>
* 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。
* <p>
* 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。
* <p>
* 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)：
* <p>
* 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 pickRightFork 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。
* <p>
* 示例：
* <p>
* 输入：n = 1
* 输出：[[4,2,1],[4,1,1],[0,1,1],[2,2,1],[2,1,1],[2,0,3],[2,1,2],[2,2,2],[4,0,3],[4,1,2],
* [0,2,1],[4,2,2],[3,2,1],[3,1,1],[0,0,3],[0,1,2],[0,2,2],[1,2,1],[1,1,1],[3,0,3],[3,1,2],
* [3,2,2],[1,0,3],[1,1,2],[1,2,2]]
* 解释:
* n 表示每个哲学家需要进餐的次数。
* 输出数组描述了叉子的控制和进餐的调用，它的格式如下：
* output[i] = [a, b, c] (3个整数)
* - a 哲学家编号。
* - b 指定叉子：{1 : 左边, 2 : 右边}.
* - c 指定行为：{1 : 拿起, 2 : 放下, 3 : 吃面}。
* 如 [4,2,1] 表示 4 号哲学家拿起了右边的叉子。
* <p>
* 思路：Semaphore信号量控制.
*/
public class Medium1226 {
static class DiningPhilosophers {
//1个Fork视为1个ReentrantLock，5个叉子即5个ReentrantLock，将其都放入数组中
private ReentrantLock[] lockList = {new ReentrantLock(),
new ReentrantLock(),
new ReentrantLock(),
new ReentrantLock(),
new ReentrantLock()};
//限制 最多只有4个哲学家去持有叉子
private Semaphore eatLimit = new Semaphore(4);
public DiningPhilosophers() {
}
// 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 {
int leftFork = (philosopher + 1) % 5; //左边的叉子 的编号，顺时针，看做左比右大
int rightFork = philosopher; //右边的叉子 的编号
eatLimit.acquire(); //限制的人数 -1
lockList[leftFork].lock(); //拿起左边的叉子
lockList[rightFork].lock(); //拿起右边的叉子
pickLeftFork.run(); //拿起左边的叉子 的具体执行
pickRightFork.run(); //拿起右边的叉子 的具体执行
eat.run(); //吃意大利面 的具体执行
putLeftFork.run(); //放下左边的叉子 的具体执行
putRightFork.run(); //放下右边的叉子 的具体执行
lockList[leftFork].unlock(); //放下左边的叉子
lockList[rightFork].unlock(); //放下右边的叉子
eatLimit.release();//限制的人数 +1
}
}
public static void main(String[] args) {//跑多线程不要用Test类，就用main函数
DiningPhilosophers dining = new DiningPhilosophers();
Thread t1 = new Thread(() -> {
try {
dining.wantsToEat(0,
() -> System.out.println(0 + "号哲学家" + "拿起左边的叉子"),
() -> System.out.println(0 + "号哲学家" + "拿起右边的叉子"),
() -> System.out.println(0 + "号哲学家" + "吃面"),
() -> System.out.println(0 + "号哲学家" + "放下左边的叉子"),
() -> System.out.println(0 + "号哲学家" + "放下右边的叉子")
);
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
});
Thread t2 = new Thread(() -> {
try {
dining.wantsToEat(1,
() -> System.out.println(1 + "号哲学家" + "拿起左边的叉子"),
() -> System.out.println(1 + "号哲学家" + "拿起右边的叉子"),
() -> System.out.println(1 + "号哲学家" + "吃面"),
() -> System.out.println(1 + "号哲学家" + "放下左边的叉子"),
() -> System.out.println(1 + "号哲学家" + "放下右边的叉子")
);
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
});
Thread t3 = new Thread(() -> {
try {
dining.wantsToEat(2,
() -> System.out.println(2 + "号哲学家" + "拿起左边的叉子"),
() -> System.out.println(2 + "号哲学家" + "拿起右边的叉子"),
() -> System.out.println(2 + "号哲学家" + "吃面"),
() -> System.out.println(2 + "号哲学家" + "放下左边的叉子"),
() -> System.out.println(2 + "号哲学家" + "放下右边的叉子")
);
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
});
Thread t4 = new Thread(() -> {
try {
dining.wantsToEat(3,
() -> System.out.println(3 + "号哲学家" + "拿起左边的叉子"),
() -> System.out.println(3 + "号哲学家" + "拿起右边的叉子"),
() -> System.out.println(3 + "号哲学家" + "吃面"),
() -> System.out.println(3 + "号哲学家" + "放下左边的叉子"),
() -> System.out.println(3 + "号哲学家" + "放下右边的叉子")
);
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
});
Thread t5 = new Thread(() -> {
try {
dining.wantsToEat(4,
() -> System.out.println(4 + "号哲学家" + "拿起左边的叉子"),
() -> System.out.println(4 + "号哲学家" + "拿起右边的叉子"),
() -> System.out.println(4 + "号哲学家" + "吃面"),
() -> System.out.println(4 + "号哲学家" + "放下左边的叉子"),
() -> System.out.println(4 + "号哲学家" + "放下右边的叉子")
);
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
});
t1.start();
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