用java编程实现哲学家进餐问题

哲学家进餐问题是一个经典的多线程同步问题，本质上是一种资源竞争问题。以下是用Java编程实现哲学家进餐问题的示例代码：

import java.util.concurrent.locks.Lock;
import java.util.concurrent.locks.ReentrantLock;

public class DiningPhilosophers {
    private static final int NUM_PHILOSOPHERS = 5;
    private static final int NUM_FORKS = 5;

    public static void main(String[] args) {
        Philosopher[] philosophers = new Philosopher[NUM_PHILOSOPHERS];
        Object[] forks = new Object[NUM_FORKS];

        // 初始化叉子对象
        for (int i = 0; i < NUM_FORKS; i++) {
            forks[i] = new Object();
        }

        // 创建哲学家对象并启动线程
        for (int i = 0; i < NUM_PHILOSOPHERS; i++) {
            Object leftFork = forks[i];
            Object rightFork = forks[(i + 1) % NUM_FORKS];
            // 最后一个哲学家的左右叉子需要交换
            if (i == NUM_PHILOSOPHERS - 1) {
                philosophers[i] = new Philosopher(rightFork, leftFork);
            } else {
                philosophers[i] = new Philosopher(leftFork, rightFork);
            }
            new Thread(philosophers[i], "哲学家 " + (i + 1)).start();
        }
    }
}

class Philosopher implements Runnable {
    private Object leftFork;
    private Object rightFork;
    private Lock lock = new ReentrantLock();

    public Philosopher(Object leftFork, Object rightFork) {
        this.leftFork = leftFork;
        this.rightFork = rightFork;
    }

    @Override
    public void run() {
        try {
            while (true) {
                // 尝试获取左叉子
                lock.lock();
                try {
                    System.out.println(Thread.currentThread().getName() + " 拿起左边的叉子");
                    // 尝试获取右叉子
                    synchronized (rightFork) {
                        System.out.println(Thread.currentThread().getName() + " 拿起右边的叉子，开始进餐");
                        Thread.sleep(1000); // 模拟进餐时间
                    }
                } finally {
                    // 放下左叉子
                    System.out.println(Thread.currentThread().getName() + " 放下左边的叉子");
                    lock.unlock();
                }
                // 放下右叉子
                System.out.println(Thread.currentThread().getName() + " 放下右边的叉子，开始思考");
                Thread.sleep(1000); // 模拟思考时间
            }
        } catch (InterruptedException e) {
            Thread.currentThread().interrupt();
        }
    }
}

在这个示例代码中，每个哲学家都是一个线程。每个哲学家需要持有两个叉子才能进餐。为了避免死锁，我们使用了一个锁对象来保证每个哲学家只能拿起一只叉子，等到拿到第二只叉子才能进餐。同时，我们将每个叉子都作为一个对象来进行互斥访问，避免了多个哲学家同时竞争同一个叉子的情况。