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如果让你用三个线程循环打印ABC,你有几种写法?

如果让你用三个线程循环打印ABC,你有几种写法?

作者: 就这些吗 | 来源:发表于2019-12-28 03:26 被阅读0次

题目描述:

三个线程分别打印A,B,C,要求这三个线程一起运行,打印n次,输出形如“ABCABCABC....”的字符串。
在看之前不妨先敲代码试试,看似很简单的问题可能代码写起来没那么顺利。

使用Semaphore:

public class PrintABC {
    private int times;
    private Semaphore semaphoreA =new Semaphore(1);
    private Semaphore semaphoreB =new Semaphore(0);
    private Semaphore semaphoreC =new Semaphore(0);

    public PrintABC(int times) {
        this.times=times;
    }

    
    public static void main(String[] args) {
        PrintABC PrintABC =new PrintABC(10);
        new Thread(PrintABC::printA).start();
        new Thread(PrintABC::printB).start();
        new Thread(PrintABC::printC).start();
        
        
    }
    public void printA() {
        print("A",semaphoreA,semaphoreB);
    }
    public void printB() {
        print("B",semaphoreB,semaphoreC);
    }
    public void printC() {
        print("C",semaphoreC,semaphoreA);
    }
    
    
        public void print(String name,Semaphore current,Semaphore next) {
            for(int i=0;i<times;i++) {
                try {
                    current.acquire();
                } catch (InterruptedException e) {
                    // TODO Auto-generated catch block
                    e.printStackTrace();
                }
                System.out.println(name);
                next.release();
            }
            
        }
}

逻辑描述:

注意哦,semaphoreB和semaphoreC的值都为0,而semaphoreA的值为1。
也就是说semaphoreB.acquire();前没有使用过semaphoreB.release()的话,调用的这个线程是会被阻塞的。那么这个时候,只有我们的线程A(假设调用printA的线程为线程A)能顺利运行了(因为只有线程A的emaphoreA为1)
线程A启动,调用semaphoreA.acquire(),继续运行,打印A,调用semaphoreB.release(),此时线程B能动了……
如果A又获得时间片,进入了下一个for循环了呢?调用了semaphoreA.acquire();此时也会是阻塞状态,因为上一次循环acquire()的还没有被release()掉。
C也是一样的道理去分析,说多了更容易乱,建议大家在print方法上打个断点调试一下就能轻松理解。

使用Lock

public class PrintABC2 {
    private int times;
    private int state;
    private Lock lock = new ReentrantLock();

    public PrintABC2(int times) {
        this.times = times;
    }

    public void printA() {
        print("A", 0);
    }

    public void printB() {
        print("B", 1);
    }

    public void printC() {
        print("C", 2);
    }

    public void print(String name, int stateNow) {
        for (int i = 0; i < times;) {
            lock.lock();
            if (stateNow == state % 3) {
                state++;
                i++;
                System.out.println(name);
            }
            lock.unlock();
        }
    }

    public static void main(String[] args) {
        PrintABC2 printABC2 = new PrintABC2(10);
        new Thread(printABC2::printA).start();
        new Thread(printABC2::printB).start();
        new Thread(printABC2::printC).start();

    }

}

逻辑描述:

在这个代码中,三个线程会不断的获取lock,判断stateNow == state % 3,而只有A线程进入if内的代码段后,B线程才有机会执行,否则只是获取锁,判断为false,把锁让出来而已,没有做实际的操作。C也是一样

使用Condition

public class LockCoditionTest {
    final Business business = new Business();

    public static void main(String[] args) {
        new LockCoditionTest().init();
    }

    private void init() {

        new Thread(new Runnable() {

            @Override
            public void run() {
                for (int i = 0; i <= 10; i++) {
                    business.sub2("B");
                }
            }
        }).start();
        new Thread(new Runnable() {
            @Override
            public void run() {
                for (int i = 0; i <= 10; i++) {
                    business.sub3("C");
                }
            }
        }).start();

        for (int i = 0; i <= 10; i++) {
            business.main("A");
        }
    }

    class Business {
        private int flag = 1;
        Lock lock = new ReentrantLock();
        Condition condition1 = lock.newCondition();
        Condition condition2 = lock.newCondition();
        Condition condition3 = lock.newCondition();

        public void sub2(String s) {
            lock.lock();
            try {
                if (flag != 2) {
                    condition2.await();
                }

                System.out.println("B线程输出" + s);

                flag = 3;
                condition3.signal();
            } catch (Exception e) {
                e.printStackTrace();
            } finally {
                lock.unlock();
            }
        }

        public void sub3(String s) {
            lock.lock();
            try {
                if (flag != 3) {
                    condition3.await();
                }
                System.out.println("C线程输出" + s);
                flag = 1;
                condition1.signal();
            } catch (Exception e) {
                e.printStackTrace();
            } finally {
                lock.unlock();
            }
        }

        public void main(String s) {
            lock.lock();
            try {
                if (flag != 1) {
                    condition1.await();
                }
                System.out.println("main线程输出" + s);
                flag = 2;
                condition2.signal();
            } catch (InterruptedException e) {
                e.printStackTrace();
            } finally {
                lock.unlock();
            }
        }
    }
}

逻辑描述:

每个线程都调用了Business类里的方法,别以为我的main()没有创建线程哦,他可是在主线程下运行的,这次我们通过了三个condition和一个flag来实现线程间的通信。
首先flag为1,如果此时B或者C线程拿到了,就会进入if判断,把自己给await啦,然后咱们的A线程拿到,输出A,把flag改成2,再把B线程唤醒,这个时候flag已经是 2啦,b线程if判断为false,就不await自个了,输出B,在把flag改成3,把线程C唤醒。

这个较于上面的lock来说,用了condition来更细粒度的操作线程,使得没轮到他们工作的时候就进入阻塞状态,解决了上面lock方法中几个线程间不必要的上下文切换(没轮到你就给我乖乖休息)

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