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多线程轮流打印 ABC

news 来源：原创 2024/5/19 12:49:53

写作初衷：网上多线程轮流打印 ABC 的例子已经很多了，但不是自己的逻辑沉淀不出知识。
最近考虑通过实现 多线程轮流打印 ABC, 多线程累加求和，简单总结下并发相关的知识点

内容说明：

仅实现了 volatile + synchronized + wait-notify 机制，目的是尽可能从简单的逻辑过渡
初步尝试了代码优化，即减少代码冗余，进行代码重构

1. 重构前：多个 Runnable 实现类

package com.youga.concurrent;

class ThreadPrintA implements Runnable{

    String s;
    ThreadPrintA(String s){
        this.s = s;
    }
    @Override
    public void run() {
        Object o = new Object();
        synchronized (o){
            if(!s.equals("A")){
                try {
                    o.wait();
                } catch (InterruptedException e) {
                    throw new RuntimeException(e);
                }
            }
            System.out.print(s + " ");
            o.notify();
        }
    }
}
class ThreadPrintB implements Runnable{

    String s;
    ThreadPrintB(String s){
        this.s = s;
    }
    @Override
    public void run() {
        Object o = new Object();
        synchronized (o){
            if(!s.equals("B")){
                try {
                    o.wait();
                } catch (InterruptedException e) {
                    throw new RuntimeException(e);
                }
            }
            System.out.print(s + " ");
            o.notify();
        }
    }
}
class ThreadPrintC implements Runnable{

    String s;
    ThreadPrintC(String s){
        this.s = s;
    }
    @Override
    public void run() {
        Object o = new Object();
        synchronized (o){
            if(!s.equals("C")){
                try {
                    o.wait();
                } catch (InterruptedException e) {
                    throw new RuntimeException(e);
                }
            }
            System.out.println(s);
            o.notify();
        }
    }
}

/**
 * 需求分析：现在仅实现了竞争打印，需要保证次序打印
 * ① 按 A,B,C 次序打印
 * ② 循环打印
 */
public class PrintAbc {
    public static void main(String[] args) throws InterruptedException {
        while(true){
            new Thread(new ThreadPrintA("A")).start();
            Thread.sleep(10);
            new Thread(new ThreadPrintB("B")).start();
            Thread.sleep(10);
            new Thread(new ThreadPrintC("C")).start();
            Thread.sleep(10);
        }
    }
}

tips ：若 main() 函数中启动每个线程时未加延迟，则不能保证 A B C 线程是按照启动顺序执行的

基本逻辑：在每个 Runnable 实现类中判断传入参数是否为待打印字符，不是则阻塞至对应的线程打印完毕

重构逻辑：利用 ABC 三者的关系，修改字符串判断的逻辑：通过类变量动态获取当前需要打印的字符串

2. 重构后：一个 Runnable 实现类

class ThreadPrint implements Runnable{
    private static volatile int cnt = 0;
    private String s;
    ThreadPrint(String s){
        this.s = s;
    }
    @Override
    public void run() {
        Object o = new Object();
        synchronized (o){
            String ss = String.valueOf((char)('A' + cnt));
            if(!s.equals(ss)){
                try {
                    o.wait();
                } catch (InterruptedException e) {
                    throw new RuntimeException(e);
                }
            }
            System.out.print(s);
            o.notify();
            if(cnt == 2) System.out.println();
            cnt = (cnt + 1) % 3;
        }
    }
}

/**
 * ① 按 A,B,C 次序打印
 * ② 循环打印
 * ③ 代码重构
 */
public class PrintAbc1 {
    public static void main(String[] args) throws InterruptedException {
        while(true){
            for(int i = 0; i < 3; i++){
                new Thread(new ThreadPrint(String.valueOf((char)('A' + i)))).start();
                Thread.sleep(100);
            }
        }
    }
}