java银行家算法

银行家算法（Banker's algorithm）是一种避免死锁的算法，主要应用于操作系统中进程管理和资源分配。它是由艾兹格·迪杰斯特拉（Edsger W. Dijkstra）于1965年提出的。

下面是Java实现银行家算法的示例代码：

public class BankerAlgorithm {
    private int[][] allocation;  // 分配矩阵
    private int[][] max;         // 最大需求矩阵
    private int[][] need;        // 需求矩阵
    private int[] available;     // 可用资源向量
    private int processNum;      // 进程数
    private int resourceNum;     // 资源种类数

    public BankerAlgorithm(int[][] allocation, int[][] max, int[] available) {
        this.allocation = allocation;
        this.max = max;
        this.available = available;
        processNum = allocation.length;
        resourceNum = available.length;
        need = new int[processNum][resourceNum];
        // 计算需求矩阵
        for (int i = 0; i < processNum; i++) {
            for (int j = 0; j < resourceNum; j++) {
                need[i][j] = max[i][j] - allocation[i][j];
            }
        }
    }

    // 判断是否有足够的资源分配给进程
    private boolean check(int processId, int[] request) {
        for (int i = 0; i < resourceNum; i++) {
            if (request[i] > need[processId][i] || request[i] > available[i]) {
                return false;
            }
        }
        return true;
    }

    // 分配资源给进程
    public synchronized boolean allocate(int processId, int[] request) {
        if (!check(processId, request)) {
            return false;
        }
        for (int i = 0; i < resourceNum; i++) {
            available[i] -= request[i];
            allocation[processId][i] += request[i];
            need[processId][i] -= request[i];
        }
        return true;
    }

    // 释放进程占用的资源
    public synchronized void release(int processId) {
        for (int i = 0; i < resourceNum; i++) {
            available[i] += allocation[processId][i];
            allocation[processId][i] = 0;
            need[processId][i] = 0;
        }
    }

    // 判断系统是否处于安全状态
    public synchronized boolean isSafe() {
        boolean[] finish = new boolean[processNum];
        int[] work = new int[resourceNum];
        // 初始化work向量
        for (int i = 0; i < resourceNum; i++) {
            work[i] = available[i];
        }
        // 检查每个进程是否可以完成
        int count = 0;
        while (count < processNum) {
            boolean found = false;
            for (int i = 0; i < processNum; i++) {
                if (!finish[i] && check(i, need[i])) {
                    for (int j = 0; j < resourceNum; j++) {
                        work[j] += allocation[i][j];
                    }
                    finish[i] = true;
                    found = true;
                    count++;
                }
            }
            if (!found) {
                return false;
            }
        }
        return true;
    }
}

使用示例：

int[][] allocation = {{0, 1, 0}, {2, 0, 0}, {3, 0, 2}, {2, 1, 1}, {0, 0, 2}};
int[][] max = {{7, 5, 3}, {3, 2, 2}, {9, 0, 2}, {2, 2, 2}, {4, 3, 3}};
int[] available = {3, 3, 2};
BankerAlgorithm banker = new BankerAlgorithm(allocation, max, available);
if (banker.isSafe()) {
    System.out.println("系统处于安全状态");
} else {
    System.out.println("系统处于不安全状态");
}

其中，allocation表示分配矩阵，max表示最大需求矩阵，available表示可用资源向量。在上面的示例中，我们使用银行家算法判断系统是否处于安全状态。如果系统处于安全状态，那么说明当前状态下不会发生死锁。反之，如果系统处于不安全状态，则需要采取措施避免死锁的发生。