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本文由简悦SimpRead转码,原文地址
这一讲给你带来的面试题目是:什么情况下会触发饥饿和死锁?
读题可知,这道题目在提问“场景”,从表面来看,解题思路是列举几个例子。但是在回答这类面试题前
你一定要想面试官在什么,往往在题目中看到“什么情况下”时,其实的是你总结和概括信
息的能力。
关于上面这道题目,如果你只回答一个场景,而没有输出概括性的总结内容,就很容易被面试官认为对
知识理解,因而挂掉面试。另外,提问死锁和饥饿还有一个更的意思,就是你在实战中
对并发控制算法的理解,是否具备设计并发算法来解决死锁问题并且兼顾性能(并发量)的思维和能
力。
要学习这部分知识有一个非常不错的模型,就是哲学家就餐问题。1965年,计算机科学家Dijkstra为
了帮助学生更好地学习并发编程设计的一道练习题,后来逐渐成为大家广泛讨论的问题。
哲学家就餐问题
问题描述如下:有5个哲学家,围着一个圆桌就餐。圆桌上有5份意大利面和5份叉子。哲学家比较
笨,他们必须拿到左手和右手的2个叉子才能吃面。哲学不饿的时候就在思考,饿了就去吃面,吃面的
必须前提是拿到2个叉子,吃完面哲学家就去思考。
假设每个哲学家用一个线程实现,求一种并发控制的算法,让哲学家们按部就班地思考和吃面。当然我
这里做了一些改动,比如Dijkstra那个年代线程还没有普及,最早的题目每个哲学家是一个进程。
问题的抽象
接下来请你继续思考,我们对问题进行一些抽象,比如哲学是一个数组,编号0~4。我这里用Java语
言给你演示,哲学家是一个类,代码如下:
staticclassPhilosopherimplementsRunnable{
privatestaticPhilosopher[]philosophers;
static{
philosophers=newPhilosopher[5];
}
}
这里考虑叉子也使用编号0~4,代码如下:
privatestaticInteger[]forks;
privatestaticPhilosopher[]philosophers;
static{
for(inti=0;i5;i++){
philosophers[i]=newPhilosopher(i);
forks[i]=-1;
}
}
forks[i]的值等于x,相当于编号为i的叉子被编号为x的哲学家拿起;如果等于-1,那么叉子目前
放在桌子上。
我们经常需要描述左、右的关系,为了方便计算,可以设计1个帮助函数(helperfunctions),帮助
我们根据一个编号,计算它左边的编号。
privatestaticintLEFT(inti){
returni0?4:i-1;
}
假设和哲学家编号一致的叉子在右边,这样如果要判断编号为id哲学家是否可以吃面,需要这样做:
if(forks[LEFT(id)]idforks[id]id){
}
然后定义一个_take函数拿起编号为i叉子;再设计一个_put方法放下叉子:
void_take(inti)throwsInterruptedException{
Thread.sleep(10);
forks[i]=id;
}
void_put(inti){
if(forks[i]id)
forks[i]=-1;
}
_take函数之所以会等待10ms,是因为哲学家就餐问题的实际意义,是I/O处理的场景,拿起叉子好
比磁盘,需要有一等的时间开销,这样思考才有意义。
然后是对think和eat两个方法的抽象。首先我封装了一个枚举类型,描述哲学家的状态,代码如下:
enumPHIS{
THINKING,
HUNGRY,
EATING
}
然后实现think方法,think方法不需要并发控制,但是这里用Thread.sleep模拟实际思考需要的
开销,代码如下:
voidthink()throwsInterruptedEx
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