20.12.31 1114. 按序打印 多线程

题目

我们提供了一个类：

public class Foo {
public void first() { print("first"); }
public void second() { print("second"); }
public void third() { print("third"); }
}

三个不同的线程将会共用一个 Foo 实例。

线程 A 将会调用 first() 方法
线程 B 将会调用 second() 方法
线程 C 将会调用 third() 方法

请设计修改程序，以确保 second() 方法在 first() 方法之后被执行，third() 方法在 second() 方法之后被执行。

示例 1:
输入: [1,2,3]
输出: "firstsecondthird"
解释:
有三个线程会被异步启动。
输入 [1,2,3] 表示线程 A 将会调用 first() 方法，线程 B 将会调用 second() 方法，线程 C 将会调用 third() 方法。
正确的输出是 "firstsecondthird"。

示例 2:
输入: [1,3,2]
输出: "firstsecondthird"
解释:
输入 [1,3,2] 表示线程 A 将会调用 first() 方法，线程 B 将会调用 third() 方法，线程 C 将会调用 second() 方法。
正确的输出是 "firstsecondthird"。

提示：
尽管输入中的数字似乎暗示了顺序，但是我们并不保证线程在操作系统中的调度顺序。
你看到的输入格式主要是为了确保测试的全面性。

总结

互斥锁

1. lock_guard使用了RAII，构造函数上锁，析构函数解锁，即退出函数体时会自动解锁
2. unique_lock更灵活
   • 构造函数第二个参数可以是构造前已经上锁adopt_lock，推迟上锁defer_lock，构造时尝试上锁try_to_lock，不加参数直接上锁
   • 成员函数有lock，unlock，try_lock
   • 有和lock_guard相同的RAII
3. 都需要声明一个mutex，利用其进行初始化

条件变量

1. condition_variable要和unique_lock配套使用
2. wait不满足条件时会unlock然后block，当被notify的时候先lock起来，再判断条件；若为真，往下执行，若为假，unlcok & blcok
3. notify_all通知所有wait的线程，notify_one通知某个wait的线程

代码

//互斥锁
class Foo {
public:
    mutex mtx1, mtx2;
    unique_lock<mutex> lock1, lock2;
    Foo():lock1(mtx1, try_to_lock), lock2(mtx2, try_to_lock) {
    }

    void first(function<void()> printFirst) {
        
        // printFirst() outputs "first". Do not change or remove this line.
        printFirst();
        lock1.unlock();
    }

    void second(function<void()> printSecond) {
        lock_guard<mutex> lg1(mtx1);
        // printSecond() outputs "second". Do not change or remove this line.
        printSecond();
        lock2.unlock();
    }

    void third(function<void()> printThird) {
        lock_guard<mutex> lg2(mtx2);
        // printThird() outputs "third". Do not change or remove this line.
        printThird();
    }
};


//条件变量
class Foo {
public:
    mutex mtx;
    int rec = 0;
    condition_variable cv;
    Foo() {
        
    }

    void first(function<void()> printFirst) {
        
        // printFirst() outputs "first". Do not change or remove this line.
        printFirst();
        rec = 1;
        cv.notify_all();
    }

    void second(function<void()> printSecond) {
        unique_lock<mutex> ulmtx(mtx);
        cv.wait(ulmtx, [this](){return rec == 1;});
        // printSecond() outputs "second". Do not change or remove this line.
        printSecond();
        rec = 2;
        cv.notify_one();
    }

    void third(function<void()> printThird) {
        unique_lock<mutex> ulmtx(mtx);
        cv.wait(ulmtx, [this](){return rec == 2;});
        // printThird() outputs "third". Do not change or remove this line.
        printThird();
    }
};