经典面试题-两个线程交替打印奇数和偶数
经典面试题-两个线程交替打印奇数和偶数
趣学程序-shaofeer
发布于 2020-07-13 11:31:02
发布于 2020-07-13 11:31:02
前提
今天下班时候和同事聊天偶然听到面试题“两个线程交替打印奇数和偶数”的实现，这里做一个复盘。
复盘
场景一：线程A打印奇数，线程B打印偶数，线程A和线程B交替打印，使用对象监视器实现。
场景二：线程A打印奇数，线程B打印偶数，线程A和线程B交替打印，使用JDK提供的并发类库实现。
这两个场景中，场景一是一种比较古老的同步方式，本质由JVM实现；场景二是JDK1.5引入JUC包之后简化了并发编程的前提下的更简便的实现。下面针对两个场景做对应的实现。
场景一
场景一中，线程A和线程B交替打印奇数和偶数，使用对象监视器实现，通俗来说：线程A或线程B只要有一者竞争锁成功，就打印++i，通知其他线程从等待集合中释放，然后自身线程加入等待集合并且释放锁即可。
public class OddEvenPrinter {
private final Object monitor = new Object();
private final int limit;
private volatile int count;
public OddEvenPrinter(int limit, int initCount) {
this.limit = limit;
this.count = initCount;
}
public void print() {
synchronized (monitor) {
while (count < limit) {
try {
System.out.println(String.format("线程[%s]打印数字:%d", Thread.currentThread().getName(), ++count));
monitor.notifyAll();
monitor.wait();
} catch (InterruptedException e) {
//ignore
}
}
}
}
public static void main(String[] args) throws Exception {
OddEvenPrinter printer = new OddEvenPrinter(10, 0);
Thread thread1 = new Thread(printer::print, "thread-1");
Thread thread2 = new Thread(printer::print, "thread-2");
thread1.start();
thread2.start();
Thread.sleep(Integer.MAX_VALUE);
}
}
执行后的输出结果：
线程[thread-1]打印数字:1
线程[thread-2]打印数字:2
线程[thread-1]打印数字:3
线程[thread-2]打印数字:4
线程[thread-1]打印数字:5
线程[thread-2]打印数字:6
线程[thread-1]打印数字:7
线程[thread-2]打印数字:8
线程[thread-1]打印数字:9
线程[thread-2]打印数字:10
场景二
场景二中，如果需要使用JUC中提供的并发类库，可以考虑和对象监视器功能接近的可重入锁ReentrantLock。具体代码如下：
public class OddEvenPrinterEx {
private final ReentrantLock lock = new ReentrantLock();
private final Condition condition = lock.newCondition();
private final int limit;
private volatile int count;
public OddEvenPrinterEx(int limit, int initCount) {
this.limit = limit;
this.count = initCount;
}
public void print() {
lock.lock();
try {
while (count < limit){
System.out.println(String.format("线程[%s]打印数字:%d", Thread.currentThread().getName(), ++count));
condition.signalAll();
try {
condition.await();
} catch (InterruptedException e) {
//ignore
}
}
} finally {
lock.unlock();
}
}
public static void main(String[] args) throws Exception {
OddEvenPrinterEx printer = new OddEvenPrinterEx(10, 0);
Thread thread1 = new Thread(printer::print, "thread-1");
Thread thread2 = new Thread(printer::print, "thread-2");
thread1.start();
thread2.start();
Thread.sleep(Integer.MAX_VALUE);
}
}
执行后的输出结果：
线程[thread-2]打印数字:1
线程[thread-1]打印数字:2
线程[thread-2]打印数字:3
线程[thread-1]打印数字:4
线程[thread-2]打印数字:5
线程[thread-1]打印数字:6
线程[thread-2]打印数字:7
线程[thread-1]打印数字:8
线程[thread-2]打印数字:9
线程[thread-1]打印数字:10
眼尖的可能看到这里是先由thread-2打印奇数，然后thread-1打印偶数，这个和同步器框架的等待队列以及同步队列的竞争有关。
小结
这个问题有很多种解决思路，但是目前笔者没想到无锁实现方案。很多现成的(参考多个博客)方案里面都是使用各种多重同步或者加锁，其实意义是不大，实际上要理解对象监视器和同步器框架AQS的一些原理，那么实现起来自然比较简单。参看笔者之前写的两篇文章：
- 深入理解Object提供的阻塞和唤醒API
- JUC同步器框架AbstractQueuedSynchronizer源码图文分析
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原始发表：2020-07-10，如有侵权请联系 cloudcommunity@tencent.com 删除
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