打印零与奇偶数

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一、题目描述：https://leetcode-cn.com/problems/print-zero-even-odd

相同的一个 ZeroEvenOdd 类实例将会传递给三个不同的线程：

线程 A 将调用 zero()，它只输出 0 。
线程 B 将调用 even()，它只输出偶数。
线程 C 将调用 odd()，它只输出奇数。
每个线程都有一个 printNumber 方法来输出一个整数。
请修改给出的代码以输出整数序列 010203040506... ，
其中序列的长度必须为 2n。

输入：n = 2
输出："0102"
说明：三条线程异步执行，其中一个调用 zero()，另一个线程调用 even()，
最后一个线程调用odd()。正确的输出为 "0102"。

题解：3个线程，打印0的分别与奇偶线程互斥，奇偶线程互斥，多种解法。

解法一：不使用锁，使用两个全局标记线程输出状态，当不满足线程输出时让出时间片。

import java.util.function.IntConsumer;

/**
 打印零与奇偶数

 相同的一个 ZeroEvenOdd 类实例将会传递给三个不同的线程：

 线程 A 将调用 zero()，它只输出 0 。
 线程 B 将调用 even()，它只输出偶数。
 线程 C 将调用 odd()，它只输出奇数。
 每个线程都有一个 printNumber 方法来输出一个整数。
 请修改给出的代码以输出整数序列 010203040506... ，
 其中序列的长度必须为 2n。

 输入：n = 2
 输出："0102"
 说明：三条线程异步执行，其中一个调用 zero()，另一个线程调用 even()，
 最后一个线程调用odd()。正确的输出为 "0102"。

 https://leetcode-cn.com/problems/print-zero-even-odd

 * @author jy.cui
 * @version 1.0
 * @date 2020/10/15 16:27
 */
class ZeroEvenOdd {
    private int n;
    private volatile boolean flag1 = true;
    private volatile boolean flag2 = false;

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

    // printNumber.accept(x) outputs "x", where x is an integer.
    public void zero(IntConsumer printNumber) throws InterruptedException {
        for(int i = 1; i <= n; i++){
            while (!flag1){
                Thread.yield();
            }
            printNumber.accept(0);
            flag1 = false;
        }
    }

    public void even(IntConsumer printNumber) throws InterruptedException {
        for(int i = 1; i <= n; i++){
            if((i & 1) == 0){
                while (!flag2 || flag1){
                    Thread.yield();
                }
                printNumber.accept(i);
                flag2 = false;
                flag1 = true;
            }
        }
    }

    public void odd(IntConsumer printNumber) throws InterruptedException {
        for(int i = 1; i <= n; i++){
            if((i & 1) == 1){
                while (flag2 || flag1){
                    Thread.yield();
                }
                printNumber.accept(i);
                flag2 = true;
                flag1 = true;
            }
        }
    }
}

 解法二：信号量Semaphore，思路，三个信号量，分别阻塞，等待其他线程的唤醒，奇偶线程输出完毕唤醒zero线程，zero根据输出的次数，判断唤醒奇偶线程。

 Semaphore用法：

　　void acquire():从此信号量获取一个许可，在提供一个许可前一直将线程阻塞，否则线程被中断。

　　void release():释放一个许可，将其返回给信号量。

　　int availablePermits():返回此信号量中当前可用的许可数。

　　boolean hasQueuedThreads():查询是否有线程正在等待获取。

class ZeroEvenOdd {
    private int n;
    private Semaphore zero = new Semaphore(0);
    private Semaphore odd = new Semaphore(0);
    private Semaphore even = new Semaphore(0);

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

    // printNumber.accept(x) outputs "x", where x is an integer.
    public void zero(IntConsumer printNumber) throws InterruptedException {
        for(int i = 1; i <= n; i++){
            if (i != 1){
                zero.acquire();
            }
            printNumber.accept(0);
            if((i & 1) == 0){
                even.release();
            }else {
                odd.release();
            }
        }
    }

    public void even(IntConsumer printNumber) throws InterruptedException {
        for(int i = 1; i <= n; i++){
            if((i & 1) == 0){
                even.acquire();
                printNumber.accept(i);
                zero.release();
            }
        }
    }

    public void odd(IntConsumer printNumber) throws InterruptedException {
        for(int i = 1; i <= n; i++){
            if((i & 1) == 1){
                odd.acquire();
                printNumber.accept(i);
                zero.release();
            }
        }
    }
}

 

测试线程：

public static void main(String[] args) throws InterruptedException {
        ZeroEvenOdd foo = new ZeroEvenOdd(5);

        new Thread(()->{
            try {
                foo.zero(new A());
            } catch (InterruptedException e) {
                e.printStackTrace();
            }
        }).start();
        new Thread(()->{
            try {
                foo.odd(new A());
            } catch (InterruptedException e) {
                e.printStackTrace();
            }
        }).start();
        Thread threadC = new Thread(() -> {
            try {
                foo.even(new A());
            } catch (InterruptedException e) {
                e.printStackTrace();
            }
        });
        threadC.start();
        threadC.join();
    }
    static class A implements IntConsumer {

        @Override
        public void accept(int value) {
            System.out.println(value);
        }
    }