Java multi-threading: How to prevent simultaneous reproduction logic between two threads?

I have created a Fish class that simulates a fish that reproduces in a Java program. Each fish must breed by meeting another random fish. But the problem is that two fish find each other as a pair and create two children at the same time. This process of reproduction is repeated several times at the same time.

I am keeping fish in Aquarium class. After the fish is born, after it reaches the breeding age (ie should start at 4 years old), it should find a random mate from the Aquarium class. But in the code I wrote, a fish wants to find a mate and reproduce, and at this moment, that fish also reproduces by choosing the first fish from the Aquarium class. Two fishes will be born in one place in the sea. Actually, one fish should be born. I can’t figure out how to solve this problem. The real problem is in the method of reproduction. Where and how to write it. Please suggest me optimal solutions. Thanks in advance for the replies everyone.

I have a Fish class:

package lesson.uz;

import lombok.EqualsAndHashCode;
import lombok.Getter;
import lombok.Setter;

import java.util.Random;

@Getter
@Setter
@EqualsAndHashCode
public class Fish extends Thread {

    private long id;
    private Gender gender;
    private Integer lifespan;
    private String fishName;
    private Integer age = 0;
    private static Long counter = 1L;

    public Fish(Gender gender) {
        this.gender = gender;
        this.lifespan = new Random().nextInt(11)+40;
        this.fishName = "Fish"+ counter++;
        this.id = Math.abs(new Random().nextLong() * System.currentTimeMillis());
        System.out.println(fishName + " created. "+System.currentTimeMillis());
    }

    @Override
    public void run() {
        while (true) {
            try {
                Thread.sleep(1000);
                reproduce();
                age++;
            } catch (InterruptedException e) {
                throw new RuntimeException(e);
            }
        }

    }

    public void reproduce() {
        Fish randomFish = getRandomFish();
        long count = Aquarium.raddom.stream().filter(id -> randomFish.getId() == id || this.getId() == id).count();

        if (count == 0 && this.age >= 4 && randomFish.getAge() >= 4 && this.getGender() != randomFish.getGender()) {

            Aquarium.raddom.add(this.id);
            Aquarium.raddom.add(randomFish.id);

            System.out.println(this.fishName + " and " + randomFish.getFishName() + " meet.n");
            Fish babyFish = createFish();
            Aquarium.fishList.add(babyFish);
            Aquarium.raddom.remove(this.id);
            Aquarium.raddom.remove(randomFish.id);
        }
    }

    public static Fish createFish() {
        Fish newFish = new Fish(Math.random() > 0.5 ? Gender.MALE : Gender.FEMALE);
        newFish.start();
        return newFish;
    }

    public Fish getRandomFish() {
        int randomNum = 0;
        Fish currenFish = null;
        while (true) {
            randomNum = new Random().nextInt(Aquarium.fishList.size());
            currenFish = Aquarium.fishList.get(randomNum);

            if (this != currenFish) {
                break;
            }
        }
        return currenFish;
    }
}

I have a Aquarium class:

package lesson.uz;

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

public class Aquarium extends Thread {

    public static List<Fish> fishList = new ArrayList<>();
    public static List<Long> raddom = new ArrayList<>();

    @Override
    public void run() {
        
    }
}

and Main class:

package lesson.uz;

public class Main {

    public static void main(String[] args) {
        Aquarium aquarium = new Aquarium();
        aquarium.start();
        init();
    }

    public static void init() {
        Fish fish1 = new Fish(Gender.MALE);
        fish1.start();
        Aquarium.fishList.add(fish1);
        Fish fish2 = new Fish(Gender.FEMALE);
        fish2.start();
        Aquarium.fishList.add(fish2);
    }
}

Problem (Problem):
Fish A and Fish B choose each other as a mate.
At the same time, Fish B also selects Fish A and begins the process of reproduction in parallel.
As a result, two children are created at the same time.

Question:
How to solve this problem? How can you ensure that the reproduction process only happens once at a time?

public static List<Long> raddom = new ArrayList<>();

I tried to solve the problem by adding a raddom(in the sense of a maternity ward) list. My program is not finished yet. But it didn’t help. Please suggest me optimal solutions.

New contributor

Tuychi Sharipov is a new contributor to this site. Take care in asking for clarification, commenting, and answering.
Check out our Code of Conduct.

3

High Level

I would remove the reproduce method from the Fish class and place it in the Aquarium class. When a fish is old enough to reproduce it will call the Aquarium reproduce method. The Aquarium will add the Fish to the list, if there are at least two fish in the list, remove them, and create a new fish. (There may be a better way to implement this, but it will work.)

I also recommend changing new ArrayList<>(); to Collections.synchronizedList(new ArrayList<>()).

If this is a real problem and not just a training exercise, you can’t have one fish per thread… Number of fishes grows exponentially and you will run out of threads fast.

Usually people have single threaded games (this looks like a little game to me):

public class Fish {
    int age;
    @Getter
    GENDER gender;
    boolean pregnant;

    enum GENDER {
        MALE,
        FEMALE
    }

    public boolean isLookingForPartner() {
        return !isDead() && age >= 2 && !pregnant;
    }

    public void getPregnant() {
        if (gender == GENDER.FEMALE) {
            pregnant = true;
        }
    }

    public Fish giveBirth() {
        if (pregnant) {
            pregnant = false;
            //generate random gender
            GENDER randomGender = Math.random() < 0.5 ? GENDER.MALE : GENDER.FEMALE;
            System.out.println("NEW BABY FISH");
            return new Fish(0, randomGender, false);
        }

        return null;
    }

    public boolean isDead() {
        return age >= 10;
    }

    public void tick() {
        age++;
    }

}
public class Container {
    private final List<Fish> fishList;

    public Container(List<Fish> fishList) {
        this.fishList = fishList;
    }

    public void addFish(Fish fish) {
        fishList.add(fish);
    }

    public void tick() {
        fishList.removeIf(Fish::isDead);

        List<Fish> babies = new ArrayList<>();
        for (Fish fish : fishList) {
            fish.tick();
            Fish baby = fish.giveBirth();
            if (baby != null) {
                babies.add(baby);
            }
        }

        fishList.addAll(babies);

        List<Fish> maleFish = fishList.stream().filter(it -> it.getGender() == Fish.GENDER.MALE).collect(Collectors.toList());
        List<Fish> femaleFish = fishList.stream().filter(it -> it.getGender() == Fish.GENDER.FEMALE).collect(Collectors.toList());

        int femaleCounter = 0;

        for (Fish male : maleFish) {
            if (!male.isLookingForPartner()) {
                continue;
            }

            Fish female = null;
            while (female == null || !female.isLookingForPartner()) {
                if (femaleCounter == femaleFish.size()) {
                    return;
                }
                female = femaleFish.get(femaleCounter);
                femaleCounter++;
            }

            female.getPregnant();
        }

    }


    public static void main(String[] args) throws InterruptedException {
        Container container = new Container(new ArrayList<>());
        container.addFish(new Fish(0, Fish.GENDER.FEMALE, false));
        container.addFish(new Fish(0, Fish.GENDER.MALE, false));
        int iteration = 0;
        while (true) {
            container.tick();
            Thread.sleep(300);
            iteration++;
            System.out.printf("Iteration {}", iteration);
        }
    }

}

2

Trang chủ Giới thiệu Sinh nhật bé trai Sinh nhật bé gái Tổ chức sự kiện Biểu diễn giải trí Dịch vụ khác Trang trí tiệc cưới Tổ chức khai trương Tư vấn dịch vụ Thư viện ảnh Tin tức - sự kiện Liên hệ Chú hề sinh nhật Trang trí YEAR END PARTY công ty Trang trí tất niên cuối năm Trang trí tất niên xu hướng mới nhất Trang trí sinh nhật bé trai Hải Đăng Trang trí sinh nhật bé Khánh Vân Trang trí sinh nhật Bích Ngân Trang trí sinh nhật bé Thanh Trang Thuê ông già Noel phát quà Biểu diễn xiếc khỉ Xiếc quay đĩa Dịch vụ tổ chức sự kiện 5 sao Thông tin về chúng tôi Dịch vụ sinh nhật bé trai Dịch vụ sinh nhật bé gái Sự kiện trọn gói Các tiết mục giải trí Dịch vụ bổ trợ Tiệc cưới sang trọng Dịch vụ khai trương Tư vấn tổ chức sự kiện Hình ảnh sự kiện Cập nhật tin tức Liên hệ ngay Thuê chú hề chuyên nghiệp Tiệc tất niên cho công ty Trang trí tiệc cuối năm Tiệc tất niên độc đáo Sinh nhật bé Hải Đăng Sinh nhật đáng yêu bé Khánh Vân Sinh nhật sang trọng Bích Ngân Tiệc sinh nhật bé Thanh Trang Dịch vụ ông già Noel Xiếc thú vui nhộn Biểu diễn xiếc quay đĩa Dịch vụ tổ chức tiệc uy tín Khám phá dịch vụ của chúng tôi Tiệc sinh nhật cho bé trai Trang trí tiệc cho bé gái Gói sự kiện chuyên nghiệp Chương trình giải trí hấp dẫn Dịch vụ hỗ trợ sự kiện Trang trí tiệc cưới đẹp Khởi đầu thành công với khai trương Chuyên gia tư vấn sự kiện Xem ảnh các sự kiện đẹp Tin mới về sự kiện Kết nối với đội ngũ chuyên gia Chú hề vui nhộn cho tiệc sinh nhật Ý tưởng tiệc cuối năm Tất niên độc đáo Trang trí tiệc hiện đại Tổ chức sinh nhật cho Hải Đăng Sinh nhật độc quyền Khánh Vân Phong cách tiệc Bích Ngân Trang trí tiệc bé Thanh Trang Thuê dịch vụ ông già Noel chuyên nghiệp Xem xiếc khỉ đặc sắc Xiếc quay đĩa thú vị
Trang chủ Giới thiệu Sinh nhật bé trai Sinh nhật bé gái Tổ chức sự kiện Biểu diễn giải trí Dịch vụ khác Trang trí tiệc cưới Tổ chức khai trương Tư vấn dịch vụ Thư viện ảnh Tin tức - sự kiện Liên hệ Chú hề sinh nhật Trang trí YEAR END PARTY công ty Trang trí tất niên cuối năm Trang trí tất niên xu hướng mới nhất Trang trí sinh nhật bé trai Hải Đăng Trang trí sinh nhật bé Khánh Vân Trang trí sinh nhật Bích Ngân Trang trí sinh nhật bé Thanh Trang Thuê ông già Noel phát quà Biểu diễn xiếc khỉ Xiếc quay đĩa
Thiết kế website Thiết kế website Thiết kế website Cách kháng tài khoản quảng cáo Mua bán Fanpage Facebook Dịch vụ SEO Tổ chức sinh nhật