牛郎织女的幸福生活（活锁）

痛定思痛。 2024-03-16 12:40 49阅读 0赞

> 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 #####

##### (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：

![adf2f920283de1bd47beffac426f6dd9.png][]

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：

![57281024b380a0ff18e36c75b034060d.png][]

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）][Link 1] ####

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