java - 如何避免线程饿死

Question

假设我有一家有 m 间客房的酒店。

guest (线程)一直进出。

一个房间可以有很多人，但只有一个房间会有人。例如:

• 客人 A(想要房间 1)
• 客人 B(想要房间 2)

• 客人 C(想要房间 1)

  A 可以去房间 1，一旦所有房间都空了；

  B 还不能去 2 号房间，因为还有另一个房间还有人在里面；

  C可以去1号房间，因为C要的房间是唯一有人在的房间；

• 鉴于 A 和 C 离开房间 1，B 应该可以去房间 2

• 最后一个离开房间的客人应该阻止所有其他客人(避免他们在他出来时进来)直到它离开，这样其他人才能继续

我怎样才能以某种方式实现线程不会饿死？

为简单起见，假设 Guest 进入房间后，它会睡几秒钟然后离开。这是我的(错误的)实现:

import java.util.ArrayList;
import java.util.Random;

public class Guest extends Thread {
    static Rooms rooms = new Rooms(5);

    int id;

    Guest(int id) {
        this.id = id;
    }

    public void run() {

        rooms.join(this);

        nap();

        rooms.quit(this);
    }

    public void nap() {
        try {
            sleep((new Random().nextInt(4000) + 1000));
        } catch (InterruptedException e) {
        }
    }

    public static void main(String[] args) throws InterruptedException {

        for (int i = 0; i < 20; i++) {

            Thread t = new Guest(i);
            t.start();

            Thread.sleep((long) new Random().nextInt(1500) + 1000);

        }

    }

}

class Rooms {

    Room[] rooms;
    int busy;

    Rooms(int m) {
        busy = -1;
        rooms = new Room[m + 1];
        for (int i = 0; i < m + 1; i++)
            rooms[i] = new Room();
    }

    void join(Guest h) {
        if (busy == -1) {
            busy = (new Random().nextInt(rooms.length));
        }

        rooms[busy].add(h);

        System.out.println("Guest " + h.id + " came inside room " + busy + " with " + rooms[busy].size() + " people");
    }

    void quit(Guest h) {

        if (rooms[busy].size() == 1) {
            setHandler(busy, h);
        } else {
            rooms[busy].remove(h);
            System.out
                    .println("Guest " + h.id + " came out of room " + busy + " with " + rooms[busy].size() + " people");
        }

    }

    synchronized void setHandler(int numQuarto, Guest ultimo) {
        System.out.println("(Last) Guest " + ultimo.id + " came out of room " + busy + " with "
                + rooms[numQuarto].size() + " people");
        rooms[numQuarto].remove(ultimo);
        busy = -1;
    }

}

class Room extends ArrayList<Guest> {
}

Answer 1

要用线程来做到这一点——这是高度人为的，但我想这是一个练习——你需要学习如何让一个 Thread 等待一个条件，以及如何通知一个或多个 Threads，它们正在等待的条件可能已经满足。方便的是，每个对象都有用于这些目的的方法 wait()、notify() 和 notifyAll()。

wait/notify 的一个重要考虑因素是您必须小心等待并通知正确的对象。通常，您希望受影响的不是Thread，而是所有涉及的线程相互同步所依赖的共享对象。在这种特殊情况下，看起来 Guest.rooms 会做得很好。

一般的想法是，在 Rooms.join() 中，当前线程测试它是否可以立即占用房间。如果是这样，它确实如此，并且像现在一样继续。但是，如果没有，它会调用 wait()(在 Rooms 实例上，此时是 this)。每当 wait() 返回时，线程必须再次检查它是否可以立即占用它想要的空间；如果没有，则必须再次等待。

另一半将在 Rooms.quit() 中。每当运行该方法的线程是最后一个离开房间的线程时，它必须重置 busy 以指示没有房间被占用，然后，重要的是，调用 notifyAll()让当时等待的所有线程都知道有机会获得房间。

您会发现您需要为此使用适当的同步。特别是，您只能在持有目标对象的监视器时调用 wait() 和 notifyAll()(以及 notify())(它将在等待期间被释放，并在 wait() 返回之前重新获取)。您还需要确保正确同步共享对象的所有操作，但是，在本例中主要是 Rooms 及其成员，而不会阻止线程在其他情况下继续进行。特别要注意，sleep() 不会因此释放它们可能持有的任何监视器的线程。

剩下的就看你了。我给了你比我应该给的更多的提示，但学习如何正确使用 wait/notify 确实有点棘手。