多线程 - 编写交替打印 FooBar 的 3 种方法

最编程 2024-06-21 07:53:22

...

我们提供一个类：

class FooBar {
  public void foo() {
    for (int i = 0; i < n; i++) {
      print("foo");
    }
  }

  public void bar() {
    for (int i = 0; i < n; i++) {
      print("bar");
    }
  }
}
两个不同的线程将会共用一个 FooBar 实例。其中一个线程将会调用 foo() 方法，另一个线程将会调用 bar() 方法。

请设计修改程序，以确保 "foobar" 被输出 n 次。

 

示例 1:

输入: n = 1
输出: "foobar"
解释: 这里有两个线程被异步启动。其中一个调用 foo() 方法, 另一个调用 bar() 方法，"foobar" 将被输出一次。
示例 2:

输入: n = 2
输出: "foobarfoobar"
解释: "foobar" 将被输出两次。

写法1：使用yield方法暂停当前正在执行的线程对象，并执行其他线程

class FooBar {
    private int n;

    private volatile  boolean flag = false;

    public FooBar(int n) {
        this.n = n;
    }

    public void foo(Runnable printFoo) throws InterruptedException {
        
        for (int i = 0; i < n; i++) {
          
            // printFoo.run() outputs "foo". Do not change or remove this line.
            while(flag){
               Thread.yield();
            }
            printFoo.run();
            flag = true;
        }
    }

    public void bar(Runnable printBar) throws InterruptedException {
        
        for (int i = 0; i < n; i++) {
            // printBar.run() outputs "bar". Do not change or remove this line.
                while(!flag){
               Thread.yield();
            }
            printBar.run();
            flag = false;
        
        }
    }
}

写法2：使用Semaphore信号量

class FooBar {
    private int n;

    Semaphore foo = new Semaphore(1);
    Semaphore bar = new Semaphore(0);

    public FooBar(int n) {
        this.n = n;
    }

    public void foo(Runnable printFoo) throws InterruptedException {
        
        for (int i = 0; i < n; i++) {
            // printFoo.run() outputs "foo". Do not change or remove this line.
            foo.acquire();
            printFoo.run();
            bar.release();
        }
    }

    public void bar(Runnable printBar) throws InterruptedException {
        
        for (int i = 0; i < n; i++) {
            // printBar.run() outputs "bar". Do not change or remove this line.
            bar.acquire();
            printBar.run();
            foo.release();
        
        }
    }
}

写法3：使用CyclicBarrier适合用在循环场景中，CyclicBarrier默认的构造方法是CyclicBarrier(int parties)，其参数表示屏障拦截的线程数量，每个线程使用await()方法告诉CyclicBarrier我已经到达了屏障，然后当前线程被阻塞。

class FooBar {
    private int n;

   CyclicBarrier cb = new CyclicBarrier(2);
    volatile boolean fin = true;

    public FooBar(int n) {
        this.n = n;
    }

    public void foo(Runnable printFoo) throws InterruptedException {
        
        for (int i = 0; i < n; i++) {
          
            // printFoo.run() outputs "foo". Do not change or remove this line.
              while(!fin);
            printFoo.run();
            fin = false;
            try {
        cb.await();
        } catch (BrokenBarrierException e) {
        }
        
        }
    }

    public void bar(Runnable printBar) throws InterruptedException {
        
        for (int i = 0; i < n; i++) {
            // printBar.run() outputs "bar". Do not change or remove this line.
            try {
        cb.await();
        } catch (BrokenBarrierException e) {
        }
            printBar.run();
            fin = true;
        
        }
    }
}

测试代码：

 public static void main(String[] args) {
        FooBar fooBar = new FooBar(3);
        ExecutorService service = Executors.newFixedThreadPool(2);
        service.submit(() ->{
            try {
                fooBar.foo(()->{
                    System.out.println("foo");
                });
            } catch (InterruptedException e) {
                e.printStackTrace();
            }
        });
        service.submit(() ->{
            try {
                fooBar.bar(()->{
                    System.out.println("bar");
                });
            } catch (InterruptedException e) {
                e.printStackTrace();
            }
        });
        service.isShutdown();
    }

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