三个线程交替打印 ABC100 次问题思考
作者：越长大越悲伤
- 2022 年 8 月 19 日 湖北
本文字数：2672 字
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如题：使用三个线程交替打印 ABC，直至 100 次代码实战
方法一：
使用notify()、wait()方法
public class PrintAbc {
/** * 唤醒线程的状态值 state: threadA = 0, threadB = 1, threadC =2, */ int state = 0;
/** * 循环技术，初始值0 */ int count = 0;
public void print(PrintAbc printAbc) { Thread threadA = new Thread(() -> { extracted(printAbc, "A", 0, 1); });
Thread threadB = new Thread(() -> { extracted(printAbc, "B", 1, 2); });
Thread threadC = new Thread(() -> { extracted(printAbc, "C", 2, 0); });
threadC.start(); threadB.start(); try { Thread.sleep(1000L); } catch (InterruptedException e) { throw new RuntimeException(e); } threadA.start(); }
/** * 交替打印abc，直至100次 * * @param printAbc 锁对象 * @param a 打印的字母， 对应A、B、C * @param needState 当前线程对应的state状态值 * @param nextState 唤醒下一个线程所需state状态值 */ private void extracted(PrintAbc printAbc, String a, int needState, int nextState) { while (true) { synchronized (printAbc) { if (count >= 100) { break; } if (printAbc.count < 100 && printAbc.state == needState) { System.out.println(a); printAbc.state = nextState; printAbc.count++; printAbc.notifyAll(); } else { try { printAbc.wait(); } catch (InterruptedException e) { throw new RuntimeException(e); } } } } }
public static void main(String[] args) { PrintAbc printAbc = new PrintAbc(); printAbc.print(printAbc); }}
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上诉代码使用notify(),wait(),进行线程间的条件唤醒，state的初始状态是 0，对应线程 A，所以第一次打印字母也一定是 A
方法二
使用ReentrantLock的的Condition条件
public class PrintAbcByCondition {
/** * 循环计数初始值0 */ static int count = 0;
public void print() { ReentrantLock reentrantLock = new ReentrantLock(); Condition conditionA = reentrantLock.newCondition(); Condition conditionB = reentrantLock.newCondition(); Condition conditionC = reentrantLock.newCondition(); Thread threadA = new Thread(() -> { while (true) { try { reentrantLock.lock(); // threadA进来打印A然后唤醒threadB if (count < 100) { System.out.println("A"); count++; conditionB.signal(); } conditionA.await();
} catch (InterruptedException e) { throw new RuntimeException(e); } finally { reentrantLock.unlock(); } } }); Thread threadB = new Thread(() -> { while (true) { try { reentrantLock.lock(); // threadB进来就阻塞等待threadA使用完毕 conditionB.await(); if (count < 100) { System.out.println("B"); count++; conditionC.signal(); }
} catch (InterruptedException e) { throw new RuntimeException(e); } finally { reentrantLock.unlock(); } } }); Thread threadC = new Thread(() -> { while (true) { try { reentrantLock.lock(); // threadC进来就阻塞等待threadB使用完毕 conditionC.await(); if (count < 100) { System.out.println("C"); count++; conditionA.signal(); } } catch (InterruptedException e) { throw new RuntimeException(e); } finally { reentrantLock.unlock(); } } });
threadC.start(); threadB.start(); try { Thread.sleep(1000L); } catch (InterruptedException e) { throw new RuntimeException(e); } threadA.start(); }
public static void main(String[] args) { new PrintAbcByCondition().print(); }}
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使用ReentrantLock的的Condition条件，很容易能实现三个线程之间的交替打印，需要注意的一点就是线程 A 是需要第一个执行，可以看到代码里threadA在等待 1 秒后在执行，也能确保是第一个进行打印，原因如下：
线程 B 和线程 C 中任意一个线程拿到锁都需要等待条件成立，线程 C 依赖线程 B，而线程 B 依赖线程 A，所以他们会一直阻塞直至线程 A 执行
上诉两个方法中，核心问题就是如何实现线程间的条件唤醒，如方法一，我们可以自定义state状态变量来与各个线程绑定，每个线程都有自己对应的state状态，当state变量当前值与线程自身期望的state值相同才唤醒当前线程。也可以使用juc中ReentrantLock的提供的Condition条件完成线程间的条件唤醒
至此，三个线程交替打印 ABC100 次的实现方法介绍完毕
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版权声明: 本文为 InfoQ 作者【越长大越悲伤】的原创文章。
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waynaqua 2020.03.10 加入
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