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牛郎织女的幸福生活(活锁)

时间:2023-06-03 11:56:23浏览次数:36  
标签:幸福生活 Diner isHungry spoon 活锁 owner 牛郎织女 public name

从前,有一对夫妻,男的叫牛郎,女的叫织女,他们很好地传承了中华民族的谦让美德,每次吃饭时都会优先考虑对方,如果对方饿的话,就让给对方吃,等对方吃饱了自己才吃,这种美德本身是好的,但是如果一味的谦让,就有可能都吃不上饭…

1. 吃饭逻辑

  • 有两个就餐者,一个是牛郎,一个是织女;
  • 就餐者Diner,有两个属性,一个是就餐人名字 name,一个是是否饥饿isHungry
  • 就餐者有个行为方法eatWith(),他需要两个参数,一个是勺子,一个是对方,方法里面描述的是吃饭的事宜。
  • 定义一个勺子类,有勺子表示就能够吃饭,里面有个属性表示所属人owner

2. 代码实现

(1)两个就餐者开启两个线程

public class LiveLock {

    public static void main(String[] args) {
        Diner husband = new Diner("牛郎");
        Diner wife = new Diner("织女");

        Spoon spoon = new Spoon(husband);

        new Thread(new Runnable() {
            @Override
            public void run() {
                husband.eatWith(spoon, wife);
            }
        }).start();

        new Thread(new Runnable() {
            @Override
            public void run() {
                wife.eatWith(spoon, husband);
            }
        }).start();
    }
}

(2) 定义就餐者 Diner 类

static class Diner {

    /**
     * 吃饭的人
     */
    private String name;
    /**
     * 是否饥饿
     */
    private boolean isHungry;

    public Diner(String name) {
        this.name = name;
        isHungry = true;
    }

    public String getName() {
        return name;
    }

    public void setName(String name) {
        this.name = name;
    }

    public boolean isHungry() {
        return isHungry;
    }

    public void setHungry(boolean hungry) {
        isHungry = hungry;
    }
}

(3) 定义行为方法eatWith()

    /**
     * 方法里面描述的是吃饭的事
     *
     * @param spoon 勺子
     * @param spouse 夫妻对方
     */
    public void eatWith(Spoon spoon, Diner spouse) {
        while (isHungry) {
            //如果勺子不是自己的,则等一会儿,等对方吃完
            if (spoon.getOwner() != this) {
                try {
                    Thread.sleep(1);
                } catch (InterruptedException e) {
                    e.printStackTrace();
                }
                continue;
            }
            //先检查对方是否饥饿,如果对方饥饿的话先把勺子交给对方,让对方先吃
            if (spouse.isHungry) {
                System.out.println(name + ": 亲爱的" + spouse.name + "你先吃吧");
                spoon.setOwner(spouse);
                continue;
            }

            //开始使用勺子吃饭
            spoon.use();
            //吃完后把自己的状态改成非饥饿状态
            isHungry = false;
            System.out.println(name + ": 我吃完了");
            //同时把勺子直接给到对方
            spoon.setOwner(spouse);
        }
    }

(4) 定义一个勺子类

    static class Spoon {
    
        /** 所属人owner **/
        private Diner owner;

        public Spoon(Diner owner) {
            this.owner = owner;
        }

        public Diner getOwner() {
            return owner;
        }

        public void setOwner(Diner owner) {
            this.owner = owner;
        }

        public synchronized void use() {
            System.out.printf("%s吃完了!", owner.name);


        }
    }

3. 代码运行结果

完整代码如下:

public class LiveLock {

    public static void main(String[] args) {
        Diner husband = new Diner("牛郎");
        Diner wife = new Diner("织女");

        Spoon spoon = new Spoon(husband);

        new Thread(new Runnable() {
            @Override
            public void run() {
                husband.eatWith(spoon, wife);
            }
        }).start();

        new Thread(new Runnable() {
            @Override
            public void run() {
                wife.eatWith(spoon, husband);
            }
        }).start();
    }
    
    static class Diner {

        /**
         * 吃饭的人
         */
        private String name;
        /**
         * 是否饥饿
         */
        private boolean isHungry;

        /**
         * 方法里面描述的是吃饭的事
         *
         * @param spoon 勺子
         * @param spouse 夫妻对方
         */
        public void eatWith(Spoon spoon, Diner spouse) {
            while (isHungry) {
                //如果勺子不是自己的,则等一会儿,等对方吃完
                if (spoon.getOwner() != this) {
                    try {
                        Thread.sleep(1);
                    } catch (InterruptedException e) {
                        e.printStackTrace();
                    }
                    continue;
                }
                //先检查对方是否饥饿,如果对方饥饿的话先把勺子交给对方,让对方先吃
                if (spouse.isHungry) {
                    System.out.println(name + ": 亲爱的" + spouse.name + "你先吃吧");
                    spoon.setOwner(spouse);
                    continue;
                }

                //开始使用勺子吃饭
                spoon.use();
                //吃完后把自己的状态改成非饥饿状态
                isHungry = false;
                System.out.println(name + ": 我吃完了");
                //同时把勺子直接给到对方
                spoon.setOwner(spouse);
            }
        }
        public Diner(String name) {
            this.name = name;
            isHungry = true;
        }

        public String getName() {
            return name;
        }

        public void setName(String name) {
            this.name = name;
        }

        public boolean isHungry() {
            return isHungry;
        }

        public void setHungry(boolean hungry) {
            isHungry = hungry;
        }
    }
    static class Spoon {
    
        /** 所属人owner **/
        private Diner owner;

        public Spoon(Diner owner) {
            this.owner = owner;
        }

        public Diner getOwner() {
            return owner;
        }

        public void setOwner(Diner owner) {
            this.owner = owner;
        }

        public synchronized void use() {
            System.out.printf("%s吃完了!", owner.name);


        }
    }
}

打印结果:

我们可以看到,程序一直重复让对方先吃,这就陷入了活锁的状态,因为程序并没有停下,还在不停打印输出,但程序一直在原地打转,没有实际前进,没有完成吃饭的动作。

5. 出现原因

其实主要问题出现在 if (spouse.isHungry) 这一句上,只要检测到对方是饥饿的话就始终谦让!

  • 原因:重试机制不变,吃饭始终谦让
  • 可以借鉴以太网的指数退避算法:连接重试时间不是固定的,而是随机的,并且随机范围随着碰撞强度的升高而逐渐扩大
  • 处理方案:加入随机因素,允许某些时候不谦让

6. 解决活锁问题

我们只要在 if (spouse.isHungry) 这一句的判断条件加一个随机因素 (random.nextInt(10) < 9) 即可:

/**
     * 方法里面描述的是吃饭的事
     *
     * @param spoon 勺子
     * @param spouse 夫妻对方
     */
    public void eatWith(Spoon spoon, Diner spouse) {
        while (isHungry) {
            //如果勺子不是自己的,则等一会儿,等对方吃完
            if (spoon.getOwner() != this) {
                try {
                    Thread.sleep(1);
                } catch (InterruptedException e) {
                    e.printStackTrace();
                }
                continue;
            }
            Random random = new Random();
            //先检查对方是否饥饿,如果对方饥饿的话先把勺子交给对方,让对方先吃,random.nextInt(10) < 9 表示有十分之一的概率不谦让
            if (spouse.isHungry && random.nextInt(10) < 9) {
                System.out.println(name + ": 亲爱的" + spouse.name + "你先吃吧");
                spoon.setOwner(spouse);
                continue;
            }

            //开始使用勺子吃饭
            spoon.use();
            //吃完后把自己的状态改成非饥饿状态
            isHungry = false;
            System.out.println(name + ": 我吃完了");
            //同时把勺子直接给到对方
            spoon.setOwner(spouse);
        }
    }

打印结果:

可以看到他们在谦让了多次之后,织女终于吃到饭了,吃饱了之后勺子给了牛郎,牛郎也吃完了,然后就过上了没羞没臊的幸福生活…

文章来源:牛郎织女的幸福生活(活锁)

个人微信:CaiBaoDeCai

微信公众号名称:Java知者

微信公众号 ID: JavaZhiZhe

谢谢关注!

标签:幸福生活,Diner,isHungry,spoon,活锁,owner,牛郎织女,public,name
From: https://www.cnblogs.com/javazhizhe/p/17453755.html

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