Спящий парикмахер. Многопоточность

@Karlo_Dipetrio · Регистрация: 06.07.2013

Author24 — интернет-сервис помощи студентам

Доброго времени суток, уважаемые форумчане!
Прошу вашего совета.
Начинаю осваивать Java и решил написать программку реализующую решение задачи спящего парикмахера.
Формулировка задачи:

Аналогия основана на гипотетической парикмахерской с одним парикмахером. У парикмахера есть одно рабочее место и приемная с несколькими стульями. Когда парикмахер заканчивает подстригать клиента, он отпускает клиента и затем идет в приёмную, чтобы посмотреть, есть ли там ожидающие клиенты. Если они есть, он приглашает одного из них и стрижет его. Если ждущих клиентов нет, он возвращается к своему креслу и спит в нем.
Каждый приходящий клиент смотрит на то, что делает парикмахер. Если парикмахер спит, то клиент будит его и садится в кресло. Если парикмахер работает, то клиент идет в приёмную. Если в приёмной есть свободный стул, клиент садится и ждёт своей очереди. Если свободного стула нет, то клиент уходит. Основываясь на наивном анализе, вышеупомянутое описание по идее должно гарантировать, что парикмахерская функционирует правильно с парикмахером, стригущим любого пришедшего, пока есть клиенты, и затем спящим до появления следующего клиента. На практике же существует несколько конфликтных ситуаций, которые иллюстрируют общие проблемы планирования.
Все эти конфликтные ситуации связаны с тем фактом, что действия и парикмахера, и клиента (проверка приёмной, вход в парикмахерскую, занятие места в приёмной, и т. д.) занимают неизвестное количество времени и/или могут происходить одновременно. Например, клиент может войти и заметить, что парикмахер работает, тогда он идет в приёмную. Пока он идет, парикмахер заканчивает стрижку, которую он делает и идет, чтобы проверить приемную, причём делает это быстрее направляющегося туда клиента. Так как в приёмной пока ещё никого нет (клиент ещё не дошел), он возвращается к своему месту и спит. Парикмахер теперь ждет клиента, а клиент ждет парикмахера. В другом примере два клиента могут прибыть в то же самое время, когда в приемной есть единственное свободное место. Они замечают, что парикмахер работает, идут в приёмную, и оба пытаются занять единственный стул.

Начал писать код, пока только наброски:
3 класса:
Посетитель

Java

package ru.mail.kdallas777.mylabs.barber;
 
public class Customer implements Runnable {
    private BarberShop barberShop;
    
    public Customer(BarberShop bShop) {
        barberShop = bShop;
    }
    
    public int checkBarber(BarberShop aBarberShop) {
        
        return aBarberShop.getBarber().getStateFlag();
    }
    
    public void run() {
        return;
    }
 
}

Парикмахерская с вложенным классом парикмахер

Java

package ru.mail.kdallas777.mylabs.barber;
 
import java.util.concurrent.locks.*;
 
public class BarberShop implements Runnable {
    public static final int NUM_CHAIRS = 3;
    public static final int NUM_WORKSPACES = 1;
    
    private int customersCount;
    private int freeChairs;
    private boolean workspaceEmptyFlag;
    private Lock barberLock = new ReentrantLock();
    
    private Barber barberMan;
    
    public BarberShop() {
        customersCount = 0;
        freeChairs = NUM_CHAIRS;
        workspaceEmptyFlag = true;
        
        barberMan = new Barber();
    }
    
    public void run() {
        while(true) {
            if( workspaceEmptyFlag==false ) {
                barberMan.work();
            } else {
                barberMan.sleep();
            }
        }
    }
    
    public Barber getBarber() {
        return barberMan;
    }
    
    public class Barber {
        //boolean workFlag;
        //boolean sleepFlag;
        // barber`s state flag
        // 0 - sleep
        // 1 - work
        int stateFlag;
        
        //enum barberState {SLEEP, WORK};
        
        public Barber() {
            //workFlag = false;
            //sleepFlag = true;
            stateFlag = 0;
        }
        
        public int getStateFlag() {
            return stateFlag;
        }
        
        public boolean setStateFlag(int value) {
            if( (value == 0)||(value == 1) ) {
                stateFlag = value;
                return true;
            }
            
            return false;
        }
        
        /*
        public boolean getWorkFlag() {
            return workFlag;
        }
        
        public boolean getsleepFlag() {
            return sleepFlag;
        }
        */
        
        public void work() {
            if( !workspaceEmptyFlag ) {
                barberLock.unlock();
                stateFlag = 1;
                //sleepFlag = false;
                //workFlag = true;
                
                System.out.println("Парикмахер стрижет посетителя");
            }
        }
        
        public void sleep() {
            if( workspaceEmptyFlag ) {
                barberLock.unlock();
                stateFlag = 0;
                //workFlag = false;
                //sleepFlag = true;
                
                
                System.out.println("Парикмахер спит");
            }
        }
        
        public boolean checkCustomers() {
            barberLock.lock();
            try {
                System.out.printf("Парикмахер проверяет наличие клиентов:\n В очереди %d из %d", customersCount, NUM_CHAIRS);
                return customersCount > 0;
            }
            finally {
                barberLock.unlock();
            }
            
        }
        
    }
 
}

Проблема в следующем:
Решил использовать ReentrantLock (отсюда первый вопрос: есть ли вообще в этом смысл, не лучше ли сделать через Synchronized?)

Имеется блокировка

Java

1	private Lock barberLock = new ReentrantLock();

Я вроде как понимаю, что у посетителя и у парикмахера должно быть что-то общее, например какой-нибудь метод, что позволит их синхронизировать, но не могу понять, правильно ли я мыслю. Единственное решение, которое приходит на ум:
Сделать публичный метод getBarberLock() и через него получить блокировку в классе посетитель и использовать там же при вызове метода проверки состояния парикмахера со стороны посетителя, но в тоже время понимаю, что это не совсем разумно делать публичные методы для работы с блокировками, однако других идей нет.
Подскажите пожалуйста в каком направлении думать

@Gepar · 10.08.2013, 13:36

Можно же синхронизироваться по креслу, клиент пришёл и смотрит кто там в кресле есть:
если парикмахер то сганяет его, если клиент - садиться на другое кресло (если оно есть - иначе на выход). Когда состояние кресла меняеться можно будить клиентов через notify. Вот отдалённый пример в тему synchronized и объекта синхронизирующегося по другому объекту (медведь ждёт горшок), это я какому-то студенту на экзамене писал поэтому чтобы ему было понятно всё в одном классе и ну очень много комментариев, думаю будет полезно для примера.

Смысл задачи: пчёлы носят мёд в горшок (очень заботливые пчёлы - сразу в горшок), а медведь ест мёд когда горшок заполняется, до этого он спит, в этой модификации он ждёт пока пчёлы наносят все горшки с мёдом. Хотя я бы предпочёл изменить задачу чтобы пока поток медведь ждёт заполненный мёдом горшок пчёлы жалили его в мохнатую жопу, но увы и ах, задачи на экзамене составляю не я.

Java

package honeyPackage;
 
import java.util.ArrayList;
import java.util.List;
import static org.junit.Assert.*;
 
 
//Горшок с мёдом
class PotWithHoney{
  String potName;
  public int count;//сколько сейчас мёда
  public static final int maxCount = 100;//сколько всего мёда влезает в горшок
 
  public PotWithHoney(String potName){
      this.potName = potName;
  }
 
  //положить мёд (для пчёлки)
  //synchronized() не пустит больше 1 пчёлки за раз (РЕАЛЗИАЦИЯ ПУНКТА 1 из доп. заданий)
  synchronized public void put(){
 
      //если горшок полный  - будим медведя
      while(isFull())
          try{
              System.out.println(potName +" заполнен!");
              notify();
              wait();
          } catch (InterruptedException e) {
              System.out.println(e);
          }
 
      //иначе пополняем горшок
      count ++;
      //каждые 10 "добавок" от пчёл в горшок выводим сообщение о том сколько мёда в горшке
      if(count%10 == 0)
          System.out.println("Пчёлы наносили " + count + "% мёда  в горшок " + potName + " ...");
  }
 
  //скушать мёд (для медведя)
  synchronized public void eat(){
      //если горшок не полный то спать
      while(!isFull())
          try{
              wait();
          } catch (InterruptedException e) {
              System.out.println(e);
          }
 
      //а если полный то жрать )
      System.out.println("Медведь проснулся и съел весь мёд в горшке " + potName +"!Ням-ням-ням!!!");
      count = 0;
      notifyAll();
  }
 
  //метод для хитрого медведя - позволяет медведю спать пока горшок наполниться
  //но не есть его сразу (чтобы потом можно было съесть сразу несколько горшков)
  synchronized public void waitForFull(){
      while(!isFull())
          try{
              wait();
          } catch (InterruptedException e) {
              System.out.println(e);
          }
  }
 
  //метод проверяет полный ли горшок
  public boolean isFull(){
      return count == maxCount;
  }
}
 
 
//пчела
class Bee extends Thread{
  private PotWithHoney pot;//горшок куда носить мёд
  private int timeSleep;
 
 
  public Bee(PotWithHoney p, int timeSleep){
      pot = p;
      this.timeSleep = timeSleep;
  }
 
  Bee(PotWithHoney p){
      this(p,50);
  }
 
  @Override
  //постоянно трудиться и носит мёд в горшок
  public void run() {
      while(true){
          pot.put();
          try {
              //после того как отнесла мёд отдыхает 50 мс
              Thread.sleep(timeSleep);
          } catch (InterruptedException e) { }
      }
  }
}
 
//медведь
class Bear extends Thread{
  List<PotWithHoney> pots;//список горшков с мёдом. Медведь ждёт пока они заполняться, а потом уже их ест
  int eatCount;//сколько раз медведь съел все горшки
 
  public Bear(List<PotWithHoney> p){
      pots = p;
  }
 
  @Override
  //постоянно спит пока его не сбудят пчёлы
  //после чего съедает мёд и засыпает
  //(поток работает постоянно)
  public void run() {
      while (true){
          //сначала ждёт пока пчёлы наносят мёда во ВСЕ горшки
          for(PotWithHoney pot : pots)
              pot.waitForFull();
          //а потом жрёт всё сразу
          for(PotWithHoney pot : pots)
              pot.eat();
 
          //увеличиваем счётчик раз сколько медведь уже съел все горшки
          eatCount++;
          if(eatCount%5 != 0)
              System.out.println("Ох и наелся же медведь. Сразу " + pots.size() + " горшка скушал, чуть не лопнул!\n");
          else
              System.out.println("Медведь таки разжирел. Ещё бы, столько жрать!");
      }
 
  }
}
 
 
public class Main {
  public static void main(String[] args){
      //создаём 3 горшка
      PotWithHoney pot1 = new PotWithHoney("Горшок 1");
      PotWithHoney pot2 = new PotWithHoney("Горшок 2");
      PotWithHoney pot3 = new PotWithHoney("Горшок 3");
 
      //создаём 3 пчелы, скорость того как они носят мёд разная (чтобы было интереснее)
      Bee bee1 = new Bee(pot1,60);
      Bee bee2 = new Bee(pot2,50);
      Bee bee3 = new Bee(pot3,55);
 
      //создаём список горшков, которые медведь будет кушать
      ArrayList<PotWithHoney> pots = new ArrayList<PotWithHoney>();
      pots.add(pot1);
      pots.add(pot2);
      pots.add(pot3);
 
      //создаём самого медведя
      Bear bear = new Bear(pots);
 
      //запускаем все потоки
      bear.start();
      bee1.start();
      bee2.start();
      bee3.start();
  }
  
    @org.junit.Test
    //тест что пчела наносит горшок за 5 секунд (размер горшка такой что должна успеть)
    public void testFullPot() {
        PotWithHoney pot1 = new PotWithHoney("Горшок 1");
        Bee bee1 = new Bee(pot1,30);
        bee1.start();
        
        try{
        Thread.sleep(5000);
        } catch(InterruptedException ex) { }
        
        int full = 100;
        assertEquals(pot1.count,full);
    }
    
    @org.junit.Test
    //тест что медведь ест мёд
    public void testEat(){
        int full = 100;
        int empty = 0;
        
        PotWithHoney pot1 = new PotWithHoney("Горшок 1");
        
        pot1.count = full;
        
        ArrayList<PotWithHoney> pots = new ArrayList<PotWithHoney>();
        pots.add(pot1);
        Bear bear = new Bear(pots);
        bear.start();
        
        try{
        Thread.sleep(1000);
        } catch(InterruptedException ex) { }
        
        //проверяем что после того как медведь был запущен горшок стал пустым
        assertEquals(pot1.count,empty);
        
    }
        
}

Добавлено через 2 минуты
Надо кстати наверное разбить таки на пару файлов и запостить в свой блог этот код, сейчас почитал свой код и посмеялся с тогдашней задачи, думаю другие форумчане тоже оценят придуманную экзаменатором задачу

@Karlo_Dipetrio · 10.08.2013, 14:43 **[ТС]**

Спасибо большое за ответ и объяснения, сегодня попробую

Добавлено через 42 минуты

Сообщение от Gepar

Можно же синхронизироваться по креслу

Единственное, я не очень понял:
Я себе представляю так, мы делаем синхронизированный метод, и если к этому методу обращаемся из двух потоков одновременно, то первый поток вызвавший метод захватывает блокировку и не дает работать с этим методом другому потоку, пока не закончит сам, так?
То есть получается, мне необходимо сделать метод, например метод проверки состояния кресла и дергать его и со стороны посетителя и со стороны парикмахера?

@Gepar · 11.08.2013, 11:04

Karlo_Dipetrio, не совсем или же ты не правильно выразился, ты синхронизируешься не по методу, а по обхекту (хотя в данном коде выглядит как-будто мы и правда ждём пока завершиться вызов метода). Видишь вон в моей задаче медведь синхронизируеться по списку горшков (изнчально по одному горшку) с мёдом.

Добавлено через 1 минуту
Можешь кстати у Шилдта открыть раздел по многопоточности если видишь что тебе недостаёт знаний в этой теме, раздел книги всяко лучше статей в интернете и готовых примеров по которым сложнее разобраться если до этого не работал с многопоточностью.

@Karlo_Dipetrio · 11.08.2013, 13:04 **[ТС]**

Спасибо. Я по Хорстману читал, но видимо не уловил. Кажется теперь понял. Поправьте пожалуйста если я ошибаюсь: При выполнении синхронизированного метода, захватывается блокировка объекта с этим методом и любой другой поток не сможет выполнить ни один из синхронизированных методов заблокированного объекта пока первый поток не завершит работу с методом?

Добавлено через 13 минут
Т.е., таким образом, если сделать в классе парикмахерской методы для проверки состояния кресла и для занятия кресла посетителем синхронизированными, то это обезопасит от ситуации, когда клиент может войти и заметить, что парикмахер работает, тогда он идет в приёмную. Пока он идет, парикмахер заканчивает стрижку, которую он делает и идет, чтобы проверить приемную, причём делает это быстрее направляющегося туда клиента. Так как в приёмной пока ещё никого нет (клиент ещё не дошел), он возвращается к своему месту и спит. Парикмахер теперь ждет клиента, а клиент ждет парикмахера?

@Gepar · 12.08.2013, 01:31

Сообщение от Karlo_Dipetrio

При выполнении синхронизированного метода, захватывается блокировка объекта с этим методом и любой другой поток не сможет выполнить ни один из синхронизированных методов заблокированного объекта пока первый поток не завершит работу с методом?

Да
void synchronized method(){...} == void method() { synchronized(this) {...} }

А вообще ты бы начал писать и решать задачу вот и посмотришь что получиться и как поступить

@Karlo_Dipetrio · 12.08.2013, 01:34 **[ТС]**

Да, спасибо, сегодня уже неплохо продвинулся! Огромное спасибо за советы

@Karlo_Dipetrio · 15.08.2013, 23:30 **[ТС]**

Вобщем делал я делал, и что-то получилось) Не судите строго, но все же есть косяк, бывает ситуация, когда парикмахер заканчивает стрижку и должен сразу же проверить очередь клиентов, но один из клиентов может вклиниться в этот момент и проверить парикмахера и увидеть, что он занят, хотя тот закончил стрижку. Я так понимаю это происходит вне синхронизированного метода, то есть ошибка не в нем, или я не правильно понимаю. вот метод run() парикмахера:

Java

@Override
        public void run() {
            while(true) {
                if( (stateFlag!=0) && (checkCustomers()) ) {
                    callCustomer();
                } else {
                    barberMan.sleep();
                }
            }
        }

у меня есть несколько идей, как например, засунуть в метод checkCustomerd() действия в зависимости от результата проверки, или же как-то засинхронизировать блок в методе run(), но мне кажется это не разумно, подскажите пожалуйста.
Вот ошибочная ситуация:
Посетитель 1 проверяет состояние парикмахера: парикмахер спит

Посетитель 1 разбудил парикмахера и сел на стрижку

Парикмахер стрижет посетителя: Посетитель 1

Парикмахер закончил стричь посетителя: Посетитель 1

Посетитель 2 проверяет состояние парикмахера: парикмахер занят работой

Посетитель 2 занял место в приемной

Парикмахер проверяет наличие клиентов: В очереди 1 из 3

Парикмахер стрижет посетителя: Посетитель 2

а вот полный код:
Парикмахерская с парикмахером

Java

import java.util.concurrent.locks.*;
import java.util.ArrayList;
import java.util.List;
import java.util.Queue;
import java.util.LinkedList;
 
public class BarberShop {
    public static final int NUM_CHAIRS = 3;
    public static final int NUM_WORKSPACES = 1;
    
    // Количетсво обслуженных клиентов
    private int customersCount;
    private int leftCustomersCount;
    
    // Количество свободных кресел
    //private int freeChairs;
    
    // Флаг состояния рабочего кресал парикмахера
    // true - Кресло пусто
    // false - Кресло занято клиентом
    private boolean workspaceEmptyFlag;
    
    // Парикмахер
    private Barber barberMan;
    
    // Места в приемной
    //private List<Customer> customerList;
    private Queue<Customer> customerList = new LinkedList<Customer>();
    
    public BarberShop() {
        customersCount = 0;
        leftCustomersCount = 0;
        //freeChairs = NUM_CHAIRS;
        workspaceEmptyFlag = true;
        
        barberMan = new Barber();
    }
    
    public Queue<Customer> getCustomerList() {
        return customerList;
    }
    
    public Barber getBarber() {
        return barberMan;
    }
    
    // Занять место в приемной посетителем если есть свободные, возвращает true если удалось
    public synchronized void sitInWaitingRoom(Customer customer) {
        if( customerList.size() < NUM_CHAIRS ) {
            customerList.add(customer);
            System.out.println(customer.getCustomerName() + " занял место в приемной\n");
            notify();
            try {
                wait();
            }
            catch(InterruptedException e) {
                e.printStackTrace();
            }
        } else {
            leftCustomersCount++;
            System.out.println(customer.getCustomerName() + " ушел из парикмахерской, так как нет мест, количество необслужанных клиентов: "+ leftCustomersCount + "\n");
            notify();
            try {
                wait();
            }
            catch(InterruptedException e) {
                e.printStackTrace();
            }
        }
        
    }
    
    // Разбудить парикмахера и сесть на рабочее место если парикмахер спит
    public synchronized void sitInWorkspace(Customer customer) {
            System.out.println(customer.getCustomerName() + " разбудил парикмахера и сел на стрижку\n");
            barberMan.work(customer);
            notify();
            try {
                wait();
            }
            catch(InterruptedException e) {
                e.printStackTrace();
            }
    }
    
    // Проверка наличия посетителей со стороны парикмахера
    public synchronized boolean checkCustomers() {
        System.out.printf("Парикмахер проверяет наличие клиентов: В очереди %d из %d\n\n", customerList.size(), NUM_CHAIRS);
        return !customerList.isEmpty();
    }
    
    // Проверка состояния парикмахера со стороны клиента
    // 0 - sleep
    // 1 - work
    public synchronized int checkBarber(Customer customer) {
        System.out.print(customer.getCustomerName() + " проверяет состояние парикмахера:");
        
        if( barberMan.getStateFlag() == 0 ){
            System.out.println(" парикмахер спит\n");
        } else {
            System.out.println(" парикмахер занят работой\n");
        }
        
        return barberMan.getStateFlag();
    }
    
    // Позвать клиента из очереди в приемной если есть, иначе спать, возвращает true если удалось
    public synchronized void callCustomer() {
        if( !customerList.isEmpty() ) {
            barberMan.work(customerList.poll());
        } else {
            barberMan.sleep();
        }
    }
    
    public class Barber implements Runnable {
        // Время одной стрижки в мс
        public static final int WORK_TIME = 10000;
        
        // barber`s state flag
        // 0 - sleep
        // 1 - work
        // 2 - check
        int stateFlag;
        
        //enum barberState {SLEEP, WORK};
        
        public Barber() {
            stateFlag = 2;
        }
        
        @Override
        public void run() {
            while(true) {
                if( (stateFlag!=0) && (checkCustomers()) ) {
                    callCustomer();
                } else {
                    barberMan.sleep();
                }
            }
        }
        
        public int getStateFlag() {
            return stateFlag;
        }
        
        public boolean setStateFlag(int value) {
            if( (value == 0)||(value == 1) ) {
                stateFlag = value;
                return true;
            }
            
            return false;
        }
        
        public synchronized void work(Customer customer) {
            stateFlag = 1;
                
            System.out.printf("Парикмахер стрижет посетителя: %s\n\n", customer.getCustomerName());
            try {
                Thread.sleep(WORK_TIME);
                //wait(WORK_TIME);
                System.out.printf("Парикмахер закончил стричь посетителя: %s\n\n", customer.getCustomerName());
                customersCount++;
                stateFlag = 2;
                notify();
            }
            catch(InterruptedException e) {
                e.printStackTrace();
            }
        }
        
        public synchronized void sleep() {
            if( stateFlag!=0 ) {
                stateFlag = 0;
                
                System.out.println("Парикмахер спит\n");
                try {
                    wait();
                }
                catch (InterruptedException e) {
                    e.printStackTrace();
                }
            }   
            
            notifyAll();
        }
        
    }
 
}

Класс посетитель:

Java

public class Customer implements Runnable {
    private static int id = 1;
    private String customerName;
    private BarberShop barberShop;
 
    public Customer(BarberShop bShop, String name) {
        customerName = name + id;
        barberShop = bShop;
        id++;
    }
    
    public String getCustomerName() {
        return customerName;
    }
    
    public int check() {
        return barberShop.checkBarber(this);
    }
    
    @Override
    public void run() {
        if( check() == 0 ) {
            barberShop.sitInWorkspace(this);
        } else {
            barberShop.sitInWaitingRoom(this);
        }
    }
}

Тестовый класс:

Java

public class BarbaerShopTest {
 
    public static void main(String args[]) {
        // Создаем парикмахерскую с парикмахером
        BarberShop barberShopSim = new BarberShop();
        
        Thread barberThread = new Thread(barberShopSim.getBarber());
        barberThread.start();   
        
        while(true) {
            Thread customerThread = new Thread(new Customer(barberShopSim, "Посетитель "));
            customerThread.start();
            
            try {
                Thread.sleep( (int)(Math.random()*20000) );
            }
            catch(InterruptedException e) {
                e.printStackTrace();
            }
        }
            
    }
 
}

@Karlo_Dipetrio · 18.08.2013, 23:10 **[ТС]**

Спасибо за ответы, Ваш пример с медведем очень здорово помог!) Gepar, Вроде все удалось) Переделал код
Тему можно закрыть

@easybudda · 26.08.2013, 17:22

Задачка-то интересная, давно хотел сделать, да всё руки не доходили... Не совсем комильфо получилось - после закрытия ещё кто-то ждать усаживается, но в принципе интересно - приходят, стригутся...

Java

package easybudda.examples.barbershop;
 
public class Barber implements Runnable {
    private Barbershop barbershop;
    private int dayPayment;
    
    public Barber(Barbershop barbershop) {
        this.barbershop = barbershop;
        this.dayPayment = 0;
    }
 
    @Override
    public void run() {
        System.out.println("Парикмахер спит в ожидании клиентов");
        while ( barbershop.isOpen() ) {
            Customer customer = barbershop.getCustomer();
            System.out.println("Парикмахер работает...");
            System.out.println("Клиент: " + customer.getName());
            System.out.println("Причёска: " + customer.getHairstyle());
            try {
                Thread.sleep(customer.getHairstyle().getTime());
            }
            catch ( InterruptedException e) {
                System.out.println("Не достригли бедолагу!");
            }
            int payment = customer.getHairstyle().getPrice();
            dayPayment += payment;
            System.out.println("Парикмахер заработал $" + payment);
        
            if ( barbershop.customersWaiting() ) {
                System.out.println("Парикмахер берёт следующего клиента из очереди");
                barbershop.serveCustomer(barbershop.getFromQueue());
            }
            else {
                System.out.println("Никого нет, парикмахер чистит место и спит");
                barbershop.cleanWorkplace();
            }
        }
        
        System.out.println("Парикмахер заработал за день $" + dayPayment);
    }
}

Java

package easybudda.examples.barbershop;
 
import java.util.Queue;
import java.util.LinkedList;
 
public class Barbershop {
    private boolean open;
    private int maxPlaces;
    private Queue<Customer> customersQueue;
    private Customer currentCustomer;
    
    public Barbershop(int max_places) {
        maxPlaces = max_places;
        open = true;
        customersQueue = new LinkedList<Customer>();
        currentCustomer = null;
    }
    
    public synchronized boolean isOpen() {
        return open;
    }
    
    public synchronized void close() {
        open = false;
        notifyAll();
    }
    
    public synchronized boolean customersWaiting() {
        return ! customersQueue.isEmpty();
    }
    
    public synchronized boolean havePlaceToWait() {
        return customersQueue.size() < maxPlaces;
    }
    
    public synchronized boolean readyToService() {
        return currentCustomer == null;
    }
    
    public synchronized boolean workplaceOccupied() {
        return currentCustomer != null; 
    }
    
    public synchronized void serveCustomer(Customer customer) {
        currentCustomer = customer;
        notifyAll();
    }
    
    public synchronized void cleanWorkplace() {
        currentCustomer = null;
    }
    
    public synchronized void addToQueue(Customer customer) {
        customersQueue.add(customer);
    }
    
    public synchronized Customer getFromQueue() {
        return customersQueue.remove();
    }
    
    public synchronized Customer getCustomer() {
        while ( readyToService() ) {
            try {
                wait();
            }
            catch ( InterruptedException e ) {
                System.out.println("Прервано ожидание клиентов");
            }
        }
        return currentCustomer;
    }
}

Java

package easybudda.examples.barbershop;
 
public class BarbershopModel {
    private static final int MAX_PLACES = 3;
    private static final long WORKING_TIME = 60000L;
    private static final int CUSTOMERS_FREQUENCY = 5000;
    
    public static void main(String[] args) {
        Barbershop barbershop = new Barbershop(MAX_PLACES);
        Barber barber = new Barber(barbershop);
        Customersgate gate = new Customersgate(barbershop, CUSTOMERS_FREQUENCY);
        
        Thread barberThread = new Thread(barber);
        barberThread.start();
        
        Thread gateThread = new Thread(gate);
        gateThread.start();
        
        try {
            Thread.sleep(WORKING_TIME);
        }
        catch ( InterruptedException e ) {
            System.out.println("Главный поток прерван");
        }
        
        System.out.println("Парикмахерская закрывается");
        barbershop.close();
        
        try {
            barberThread.join();
            gateThread.join();
        }
        catch ( InterruptedException e ) {
            System.out.println("Не дождались всех потоков");
        }
    }
 
}

Java

package easybudda.examples.barbershop;
 
public class Customer {
    private String name;
    private Hairstyle hairstyle;
    
    public Customer(String name, Hairstyle hairstyle) {
        this.name = name;
        this.hairstyle = hairstyle;
    }
    
    public String getName() {
        return name;
    }
    
    public Hairstyle getHairstyle() {
        return hairstyle;
    }
}

Java

package easybudda.examples.barbershop;
 
import java.util.Random;
 
public class CustomersFactory {
    private static String [] names = { "Иван", "Василий", "Фёдор", "Макар", "Семён", "Пафнутий", "Пётр" };
    private static String [] patronymics = { "Альфредович", "Поликарпович", "Егорович", "Назарович", "Фомич", "Никитич" };
    private static Hairstyle [] hairstyles = Hairstyle.values();
    private static Random rand = new Random();
    
    private CustomersFactory() {}
    
    public static Customer getCustomer() {
        return new Customer(names[rand.nextInt(names.length)] + " " + patronymics[rand.nextInt(patronymics.length)], hairstyles[rand.nextInt(hairstyles.length)]);
    }
 
}

Java

package easybudda.examples.barbershop;
 
import java.util.Random;
 
public class Customersgate implements Runnable {
    private Barbershop barbershop;
    private Random rand;
    private int frequency;
    
    public Customersgate(Barbershop bs, int freq) {
        barbershop = bs;
        frequency = freq;
        rand = new Random();
    }
 
    @Override
    public void run() {
        while ( barbershop.isOpen() ) {
            try {
                Thread.sleep(rand.nextInt(frequency));
            }
            catch ( InterruptedException e ) {
                System.out.println("Нежданчиком клиент явился...");
            }
            Customer customer = CustomersFactory.getCustomer();
            System.out.println("Приходит " + customer.getName());
            if ( barbershop.customersWaiting() ) {
                System.out.println(customer.getName() + " видит очередь");
                if ( barbershop.havePlaceToWait() ) {
                    System.out.println(customer.getName() + " видит место, садится ждать");
                    barbershop.addToQueue(customer);
                }
                else {
                    System.out.println(customer.getName() + " видит, что мест нет, и уходит");
                    customer = null;
                }
            }
            else {
                if ( barbershop.readyToService() ) {
                    System.out.println(customer.getName() + " садится в кресло");
                    barbershop.serveCustomer(customer);
                }
                else {
                    System.out.println(customer.getName() + " видит, что кто-то стрижётся, садится в очередь");
                    barbershop.addToQueue(customer);
                }
            }
        }
    }
 
}

Java

package easybudda.examples.barbershop;
 
public enum Hairstyle {
    Iroquois(25, 3000), Polubox(10, 1800), Kotovsky(5, 1000), Gorshok(15, 2000), Afro(50, 5000), Dreads(40, 4500);
    
    private int price;
    private long time;
    
    Hairstyle(int price, long time) {
        this.price = price;
        this.time = time;
    }
    
    public int getPrice() {
        return price;
    }
    
    public long getTime() {
        return time;
    }
}

@Karlo_Dipetrio · 26.08.2013, 17:44 **[ТС]**

Спасибо за ответ! =)
У меня вот так получилось:

Посетитель:

Java

package ru.mail.kdallas777.mylabs.barber;
 
public class Customer implements Runnable {
    // Номер посетителя
    private static int id = 1;
    
    // Имя посетителя
    private String customerName;
    
    // Парикмахерская
    private BarberShop barberShop;
 
    public Customer(BarberShop bShop, String name) {
        customerName = name + id;
        barberShop = bShop;
        id++;
    }
    
    public String getCustomerName() {
        return customerName;
    }
    
    @Override
    public void run() {
        barberShop.sitInWorkspace(this);
    }
}

Парикмахерская с парикмахером:

Java

package ru.mail.kdallas777.mylabs.barber;
 
import java.util.concurrent.locks.*;
import java.util.ArrayList;
import java.util.List;
import java.util.Queue;
import java.util.LinkedList;
 
public class BarberShop {
    // Количество мест в приемной
    public static final int NUM_CHAIRS = 3;
    
    // Количество рабочих мест(парикмахеров)
    public static final int NUM_WORKSPACES = 1;
    
    // Время одной стрижки в мс
    public static final int WORK_TIME = 10000;
            
    // Рабочее место парикмахера
    private Customer barberWorkspace;
    
    private enum BarberState {
        SLEEP, WORK, NOTHING
    }
    
    // Состояние парикмахера
    BarberState stateFlag;
    
    // Количетсво обслуженных клиентов
    private int customersCount;
    
    // Количество необслужанных клиентов
    private int leftCustomersCount;
    
    // Парикмахер
    private Barber barberMan;
    
    // Места в приемной
    private Queue<Customer> customerList = new LinkedList<Customer>();
    
    public BarberShop() {
        customersCount = 0;
        leftCustomersCount = 0;
        
        barberMan = new Barber();
    }
    
    //=============================================
    // Методы управления данными
    //=============================================
    public Queue<Customer> getCustomerList() {
        return customerList;
    }
    //---------------------------------------------
    public Barber getBarber() {
        return barberMan;
    }
    //=============================================
    // Методы посетителей
    //=============================================
    // Занять место в приемной посетителем если есть свободные, возвращает true если удалось
    private void sitInWaitingRoom(Customer customer) {
        if( customerList.size() < NUM_CHAIRS ) {
            customerList.add(customer);
            System.out.println(customer.getCustomerName() + " занял место в приемной\n");
        } else {
            leftCustomersCount++;
            System.out.println(customer.getCustomerName() + " ушел из парикмахерской, так как нет мест, количество необслужанных клиентов: "+ leftCustomersCount + "\n");
        }
    }
    //---------------------------------------------
    // Разбудить парикмахера и сесть на рабочее место если парикмахер спит
    public synchronized void sitInWorkspace(Customer customer) {
        if( checkBarber(customer) == BarberState.SLEEP ) {
            System.out.println(customer.getCustomerName() + " разбудил парикмахера и сел на стрижку\n");
            barberWorkspace = customer;
            stateFlag = BarberState.WORK;
        } else {
            sitInWaitingRoom(customer);
        }
        
        try {
            notify();
            wait();
        }
        catch(InterruptedException e) {
            e.printStackTrace();
        }
        
    }
    //---------------------------------------------
    // Проверка состояния парикмахера со стороны клиента
    // 0 - sleep
    // 1 - work
    public BarberState checkBarber(Customer customer) {
        System.out.print(customer.getCustomerName() + " проверяет состояние парикмахера:");
        
        if( stateFlag == BarberState.SLEEP ){
            System.out.println(" парикмахер спит\n");
        } else {
            System.out.println(" парикмахер занят работой\n");
        }
        
        return stateFlag;
    }
    //=============================================
    // Методы парикмахера
    //=============================================
    // Проверка наличия посетителей со стороны парикмахера
    public synchronized boolean checkCustomers() {
        System.out.printf("Парикмахер проверяет наличие клиентов: В очереди %d из %d\n\n", customerList.size(), NUM_CHAIRS);
        return !customerList.isEmpty();
    }
    //---------------------------------------------
    public synchronized void work() {
        while( isWorkspaceEmpty() ) {
            try {
                sleep();
                wait();
            }
            catch(InterruptedException e) {
                e.printStackTrace();
            }
        }
        
        while( !isWorkspaceEmpty() ) {
            if( stateFlag != BarberState.WORK)
                stateFlag = BarberState.WORK;
            
            System.out.printf("Парикмахер стрижет посетителя: %s\n\n", barberWorkspace.getCustomerName());
            
            try {
                wait(WORK_TIME);
            }
            catch(InterruptedException e) {
                e.printStackTrace();
            }
            
            System.out.printf("Парикмахер закончил стричь посетителя: %s\n\n", barberWorkspace.getCustomerName());
            customersCount++;
            stateFlag = BarberState.NOTHING;
            resetBarberWorkspace();
            callCustomer();
        }
    }
    //---------------------------------------------
    public synchronized void sleep() {
        if( stateFlag != BarberState.SLEEP ) {
            stateFlag = BarberState.SLEEP;
            
            System.out.println("Парикмахер спит\n");
        }   
    }
    //---------------------------------------------
    private boolean isWorkspaceEmpty() {
        return barberWorkspace == null;
    }
    //---------------------------------------------
    private void resetBarberWorkspace() {
        barberWorkspace = null;
    }
    //---------------------------------------------
    // Позвать клиента из очереди в приемной если есть, иначе спать, возвращает true если удалось
    private synchronized void callCustomer() {
        if( checkCustomers() ) {
            barberWorkspace = customerList.poll();
        } 
    }
    //---------------------------------------------
    // Класс парикмахер
    public class Barber implements Runnable {
        public Barber() {
            stateFlag = BarberState.NOTHING;
        }
        
        @Override
        public void run() {
            while(true) {
                work();
            }
        }
        
    }
 
}

Тест:

Java

package ru.mail.kdallas777.mylabs.barber;
 
public class BarbaerShopTest {
 
    public static void main(String args[]) {
        // Создаем парикмахерскую с парикмахером
        BarberShop barberShopSim = new BarberShop();
        
        Thread barberThread = new Thread(barberShopSim.getBarber());
        barberThread.start();   
        
        while(true) {
            Thread customerThread = new Thread(new Customer(barberShopSim, "Посетитель "));
            customerThread.start();
            
            try {
                Thread.sleep( (int)(Math.random()*10000) );
            }
            catch(InterruptedException e) {
                e.printStackTrace();
            }
        }
            
    }
 
}

Правда не совсем красиво в плане организации кода) но работает

@Karlo_Dipetrio 0 / 0 / 0 Регистрация: 06.07.2013 Сообщений: 9
	10.08.2013, 14:43 [ТС]	3
	Спасибо большое за ответ и объяснения, сегодня попробую Добавлено через 42 минуты Сообщение от Gepar Можно же синхронизироваться по креслу Единственное, я не очень понял: Я себе представляю так, мы делаем синхронизированный метод, и если к этому методу обращаемся из двух потоков одновременно, то первый поток вызвавший метод захватывает блокировку и не дает работать с этим методом другому потоку, пока не закончит сам, так? То есть получается, мне необходимо сделать метод, например метод проверки состояния кресла и дергать его и со стороны посетителя и со стороны парикмахера? 0

@Gepar 1186 / 543 / 78 Регистрация: 01.07.2009 Сообщений: 3,517
	11.08.2013, 11:04	4
	Karlo_Dipetrio, не совсем или же ты не правильно выразился, ты синхронизируешься не по методу, а по обхекту (хотя в данном коде выглядит как-будто мы и правда ждём пока завершиться вызов метода). Видишь вон в моей задаче медведь синхронизируеться по списку горшков (изнчально по одному горшку) с мёдом. Добавлено через 1 минуту Можешь кстати у Шилдта открыть раздел по многопоточности если видишь что тебе недостаёт знаний в этой теме, раздел книги всяко лучше статей в интернете и готовых примеров по которым сложнее разобраться если до этого не работал с многопоточностью. 1

@Karlo_Dipetrio 0 / 0 / 0 Регистрация: 06.07.2013 Сообщений: 9
	11.08.2013, 13:04 [ТС]	5
	Спасибо. Я по Хорстману читал, но видимо не уловил. Кажется теперь понял. Поправьте пожалуйста если я ошибаюсь: При выполнении синхронизированного метода, захватывается блокировка объекта с этим методом и любой другой поток не сможет выполнить ни один из синхронизированных методов заблокированного объекта пока первый поток не завершит работу с методом? Добавлено через 13 минут Т.е., таким образом, если сделать в классе парикмахерской методы для проверки состояния кресла и для занятия кресла посетителем синхронизированными, то это обезопасит от ситуации, когда клиент может войти и заметить, что парикмахер работает, тогда он идет в приёмную. Пока он идет, парикмахер заканчивает стрижку, которую он делает и идет, чтобы проверить приемную, причём делает это быстрее направляющегося туда клиента. Так как в приёмной пока ещё никого нет (клиент ещё не дошел), он возвращается к своему месту и спит. Парикмахер теперь ждет клиента, а клиент ждет парикмахера? 0

@Gepar 1186 / 543 / 78 Регистрация: 01.07.2009 Сообщений: 3,517
	12.08.2013, 01:31	6
	Сообщение от Karlo_Dipetrio При выполнении синхронизированного метода, захватывается блокировка объекта с этим методом и любой другой поток не сможет выполнить ни один из синхронизированных методов заблокированного объекта пока первый поток не завершит работу с методом? Да void synchronized method(){...} == void method() { synchronized(this) {...} } А вообще ты бы начал писать и решать задачу вот и посмотришь что получиться и как поступить 1

@Karlo_Dipetrio 0 / 0 / 0 Регистрация: 06.07.2013 Сообщений: 9
	12.08.2013, 01:34 [ТС]	7
	Да, спасибо, сегодня уже неплохо продвинулся! Огромное спасибо за советы 0

@Karlo_Dipetrio 0 / 0 / 0 Регистрация: 06.07.2013 Сообщений: 9
	18.08.2013, 23:10 [ТС]	9
	Спасибо за ответы, Ваш пример с медведем очень здорово помог!) Gepar, Вроде все удалось) Переделал код Тему можно закрыть 0