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JAVA 老掉牙的面试问题 线程交替打印问题,分析实操一下

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前言

新的一年了,首先是祝大家新年新气象,工作顺利,生活美满 。 

万物复苏的一年, 大家都蠢蠢欲动!

金三银四快来了, 机会多不多?

‘’满大街机会‘’


好了不啰嗦,最近有比较多的小伙伴问这个线程交替打印的问题,我就来搞一搞。

正文


一个老掉牙的java面试问题 , 多线程交替打印。

有打印 ABC 的, 有打印 123 的, 有打印到100的 。

其实都一样。

ps: 最近好多小伙伴问这个,这个题这么热门么? 


实例实战思路: 

拿一个来做示例, 就交替打印ABC. (文末也说下从1到100的)



一起看看这个小题目 :

主角  


     三个线程 线程A  线程 B 线程 C

要做的事 

 交替打印  A B C

那就是 线程A 负责打印 A ,线程 B 负责打印 B ,线程C 负责打印 C  。


简单分析:


A线程打印完, B线程 打印 ;

B线程打印完 ,C 线程打印。


也就是说,这3个线程 ABC ,有顺序/协作

那么这三个家伙 怎么知道自己要打印东西呢?


那必然是通知 等待


思路:


三个线程都 准备就绪, 准备大展身手。


接到携带暗号的通知(默认暗号为 A) -> 核对通知的暗号 -> 打印->然后修改暗号-> 发出携带暗号通知(让别的线程认领)


如果接到通知,发现暗号不对,怎么办呢? 继续进入等待,等待下个通知的到来。 

简图:

 三个线程的一举一动 :

 

 

 

 ps: 

如果是线程A打印完,就把通知暗号改成B,并发出通知;

如果是线程B打印完,就把通知暗号改成C,并发出通知;

同样,如果是线程C打印完,就把通知改回A,继续发通知。

代码 :

写个ReentrantLock条件控制来搞一下。


  
  1. import java.util.concurrent.locks.Lock;
  2. import java.util.concurrent.locks.ReentrantLock;
  3. import java.util.concurrent.locks.Condition;
  4. public class DoTest {
  5. //控制三个线程 ABC,保证同一时刻只有一个线程工作
  6. private static Lock lock = new ReentrantLock( true);
  7. // Condition ,控制等待或是 通知
  8. private static Condition conditionA = lock.newCondition();
  9. private static Condition conditionB = lock.newCondition();
  10. private static Condition conditionC = lock.newCondition();
  11. //默认的通知 暗号 A
  12. private static String CODE= "A";
  13. public static void main (String[] args) {
  14. Thread A = new Thread(() -> {
  15. while ( true) {
  16. try {
  17. printA();
  18. } catch (InterruptedException e) {
  19. e.printStackTrace();
  20. }
  21. }
  22. });
  23. Thread B = new Thread(() -> {
  24. while ( true) {
  25. try {
  26. printB();
  27. } catch (InterruptedException e) {
  28. e.printStackTrace();
  29. }
  30. }
  31. });
  32. Thread C = new Thread(() -> {
  33. while ( true) {
  34. try {
  35. printC();
  36. } catch (InterruptedException e) {
  37. e.printStackTrace();
  38. }
  39. }
  40. });
  41. A.start();
  42. B.start();
  43. C.start();
  44. }
  45. public static void printA () throws InterruptedException {
  46. //等待
  47. lock.lock();
  48. try {
  49. //核对
  50. while (!CODE.equals( "A")) {
  51. //暗号不对,就进入等待
  52. conditionA.await();
  53. }
  54. System.out.println( "A");
  55. //改暗号,通知B
  56. CODE = "B";
  57. conditionB.signalAll();
  58. } finally {
  59. lock.unlock();
  60. }
  61. }
  62. public static void printB () throws InterruptedException {
  63. lock.lock();
  64. try {
  65. while (!CODE.equals( "B")) {
  66. conditionB.await();
  67. }
  68. System.out.println( "B");
  69. //改暗号,通知C
  70. CODE = "C";
  71. conditionC.signalAll();
  72. } finally {
  73. lock.unlock();
  74. }
  75. }
  76. public static void printC () throws InterruptedException {
  77. lock.lock();
  78. try {
  79. while (!CODE.equals( "C")) {
  80. conditionC.await();
  81. }
  82. System.out.println( "C");
  83. //改暗号,通知A
  84. CODE = "A";
  85. conditionA.signalAll();
  86. } finally {
  87. lock.unlock();
  88. }
  89. }
  90. }

效果:

 可以看到,三个线程 ABC 都开始 无休止的进行了 等待 -接通知 -核对- 打印-改暗号发通知 。

当然如果需要他们不这么无休止,只需要 做一个标识进行判断就好,例如 加在一起已经打印够100次了,就停止 之类的限制值。

举例, 如果交替打印,到100 就停止, 也就是 

从1~100  线程A ,线程B ,线程 B 交替打印。

ok,代码稍作调整 :

加上2个值

一个是打印的数字,这个会一直 +1 输出;

一个是用于线程循环的,之前是while(true) ,这样会一直跑。

如果 终止标记还是false,就继续执行: 

 

每个打印方法都加上判断和累计+1的代码: 

 

 看看效果:

 整体代码贴一下:
 


  
  1. import java.util.concurrent.locks.Lock;
  2. import java.util.concurrent.locks.ReentrantLock;
  3. import java.util.concurrent.locks.Condition;
  4. public class DoTest {
  5. //控制三个线程 ABC,保证同一时刻只有一个线程工作
  6. private static Lock lock = new ReentrantLock( true);
  7. // Condition ,控制等待或是 通知
  8. private static Condition conditionA = lock.newCondition();
  9. private static Condition conditionB = lock.newCondition();
  10. private static Condition conditionC = lock.newCondition();
  11. //默认的通知 暗号 A
  12. private static String CODE = "A";
  13. //设置初始打印值
  14. private static int COUNT_NUM = 1;
  15. //线程是否需要终止 标记
  16. private static volatile boolean IS_INTERRUPT = false;
  17. public static void main (String[] args) {
  18. Thread A = new Thread(() -> {
  19. while (!IS_INTERRUPT) {
  20. try {
  21. printA();
  22. } catch (InterruptedException e) {
  23. e.printStackTrace();
  24. }
  25. }
  26. });
  27. Thread B = new Thread(() -> {
  28. while (!IS_INTERRUPT) {
  29. try {
  30. printB();
  31. } catch (InterruptedException e) {
  32. e.printStackTrace();
  33. }
  34. }
  35. });
  36. Thread C = new Thread(() -> {
  37. while (!IS_INTERRUPT) {
  38. try {
  39. printC();
  40. } catch (InterruptedException e) {
  41. e.printStackTrace();
  42. }
  43. }
  44. });
  45. A.start();
  46. B.start();
  47. C.start();
  48. }
  49. public static void printA () throws InterruptedException {
  50. //等待
  51. lock.lock();
  52. try {
  53. if (COUNT_NUM >= 100) {
  54. IS_INTERRUPT = true;
  55. return;
  56. }
  57. //核对
  58. while (!CODE.equals( "A")) {
  59. //暗号不对,就进入等待
  60. conditionA.await();
  61. }
  62. System.out.println( "A, count" + COUNT_NUM);
  63. //改暗号,通知B
  64. CODE = "B";
  65. COUNT_NUM = COUNT_NUM + 1;
  66. conditionB.signalAll();
  67. } finally {
  68. lock.unlock();
  69. }
  70. }
  71. public static void printB () throws InterruptedException {
  72. lock.lock();
  73. try {
  74. if (COUNT_NUM >= 100) {
  75. IS_INTERRUPT = true;
  76. return;
  77. }
  78. while (!CODE.equals( "B")) {
  79. conditionB.await();
  80. }
  81. System.out.println( "B, count" + COUNT_NUM);
  82. //改暗号,通知C
  83. CODE = "C";
  84. COUNT_NUM = COUNT_NUM + 1;
  85. conditionC.signalAll();
  86. } finally {
  87. lock.unlock();
  88. }
  89. }
  90. public static void printC () throws InterruptedException {
  91. lock.lock();
  92. try {
  93. if (COUNT_NUM >= 100) {
  94. IS_INTERRUPT = true;
  95. return;
  96. }
  97. while (!CODE.equals( "C")) {
  98. conditionC.await();
  99. }
  100. System.out.println( "C, count" + COUNT_NUM);
  101. //改暗号,通知A
  102. CODE = "A";
  103. COUNT_NUM = COUNT_NUM + 1;
  104. conditionA.signalAll();
  105. } finally {
  106. lock.unlock();
  107. }
  108. }
  109. }

 

可能看到这里,有些初学者会心有疑惑,因为他没了解过 ReentrantLock、Lock 、Condition ,就觉得这个看了不踏实。

没事的,其实只是为了给大家实打实分析思路, 用synchronized 配合   wait() 和 notifyAll 也是一样的。

notifyAll 大不了就全部通知唤醒,然后自己核对暗号再进入等待。

示例,上代码:
 


  
  1. public class DoTest1 {
  2. private volatile int COUNT_NUM = 1;
  3. private volatile String CODE = "A";
  4. private static int oneTimes = 34;
  5. private static int othersTimes = 33;
  6. void onePrint () {
  7. synchronized ( this) {
  8. while(!CODE.equals( "A")) {
  9. try {
  10. wait();
  11. } catch (InterruptedException e) {
  12. e.printStackTrace();
  13. }
  14. }
  15. System.out.println(Thread.currentThread().getName() + ": " + COUNT_NUM);
  16. COUNT_NUM++;
  17. CODE = "B";
  18. notifyAll();
  19. }
  20. }
  21. void twoPrint () {
  22. synchronized ( this) {
  23. while(!CODE.equals( "B")) {
  24. try {
  25. wait();
  26. } catch (InterruptedException e) {
  27. e.printStackTrace();
  28. }
  29. }
  30. System.out.println(Thread.currentThread().getName() + ": " + COUNT_NUM);
  31. COUNT_NUM++;
  32. CODE = "C";
  33. notifyAll();
  34. }
  35. }
  36. void threePrint () {
  37. synchronized ( this) {
  38. while(!CODE.equals( "C")) {
  39. try {
  40. wait();
  41. } catch (InterruptedException e) {
  42. e.printStackTrace();
  43. }
  44. }
  45. System.out.println(Thread.currentThread().getName() + ": " + COUNT_NUM);
  46. COUNT_NUM++;
  47. CODE = "A";
  48. notifyAll();
  49. }
  50. }
  51. public static void main (String[] args) {
  52. DoTest1 printNumber = new DoTest1();
  53. new Thread(() -> {
  54. for ( int i = 0; i < oneTimes; i++) {
  55. printNumber.onePrint();
  56. }
  57. }, "线程A").start();
  58. new Thread(() -> {
  59. for ( int i = 0; i < othersTimes; i++) {
  60. printNumber.twoPrint();
  61. }
  62. }, "线程B").start();
  63. new Thread(() -> {
  64. for ( int i = 0; i < othersTimes; i++) {
  65. printNumber.threePrint();
  66. }
  67. }, "线程C").start();
  68. }
  69. }

代码简析:

 看看效果:

 

好了,该篇就到这吧。


转载:https://blog.csdn.net/qq_35387940/article/details/128828799
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