LeetCode 1115. Print FooBar Alternately--多线程并发问题--Java解法--CyclicBarrier, synchronized, Semaphore 信号量

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题目地址：Print FooBar Alternately - LeetCode

Suppose you are given the following code:

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");}}
}

The same instance of FooBar will be passed to two different threads. Thread A will call foo() while thread B will call bar(). Modify the given program to output “foobar” n times.

Example 1:

Input: n = 1
Output: "foobar"
Explanation: There are two threads being fired asynchronously. One of them calls foo(), while the other calls bar(). "foobar" is being output 1 time.

Example 2:

Input: n = 2
Output: "foobarfoobar"
Explanation: "foobar" is being output 2 times.

这道题目的意思是多线程情况下如何保证代码执行的顺序，是一道经典的多线程的题目。

最容易想到的是用Java的synchronized加锁，然后flag变量控制执行顺序。

Java解法如下：

class FooBar {volatile private int n;private int flag = 0;public FooBar(int n) {this.n = n;}public void foo(Runnable printFoo) throws InterruptedException {for (int i = 0; i < n; i++) {synchronized (this) {while (flag == 1) {this.wait();}// printFoo.run() outputs "foo". Do not change or remove this line.printFoo.run();flag = 1;this.notifyAll();}}}public void bar(Runnable printBar) throws InterruptedException {for (int i = 0; i < n; i++) {synchronized (this) {while (flag == 0) {this.wait();}// printBar.run() outputs "bar". Do not change or remove this line.printBar.run();flag = 0;this.notifyAll();}}}
}

当然我们可以使用更高级的工具，比如说 CyclicBarrier。
注意：下面的代码有问题，不能确保并发的顺序！！


class FooBar {private int n;private final CyclicBarrier barrier = new CyclicBarrier(2);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.printFoo.run();try {barrier.await();} catch (BrokenBarrierException e) {e.printStackTrace();}}}public void bar(Runnable printBar) throws InterruptedException {for (int i = 0; i < n; i++) {try {barrier.await();} catch (BrokenBarrierException e) {e.printStackTrace();}// printBar.run() outputs "bar". Do not change or remove this line.printBar.run();}}
}

另一种正确的做法是使用信号量：Semaphore

class FooBar {private int n;private final Semaphore foo = new Semaphore(0);private final Semaphore bar = new Semaphore(1);public FooBar(int n) {this.n = n;}public void foo(Runnable printFoo) throws InterruptedException {for (int i = 0; i < n; i++) {bar.acquire();// printFoo.run() outputs "foo". Do not change or remove this line.printFoo.run();foo.release();}}public void bar(Runnable printBar) throws InterruptedException {for (int i = 0; i < n; i++) {foo.acquire();// printBar.run() outputs "bar". Do not change or remove this line.printBar.run();bar.release();}}
}

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