3個線程依次輪流打印出75個數

轉自：詳解使用synchronized解決三個線程依次輪流打印出75個數

原帖見：http://www.iteye.com/topic/1117703

問題描述：

一個關於線程的經典面試題，要求用三個線程，按順序打印1,2,3,4,5.... 71,72,73,74, 75.

線程1先打印1,2,3,4,5, 然後是線程2打印6,7,8,9,10, 然後是線程3打印11,12,13,14,15. 接着再由線程1打印16,17,18,19,20....以此類推, 直到線程3打印到75。

 

直接上代碼：

 

package concurrent.test;


/**
 * 要求創建三個線程，輸出1-75，
 * 最開始第一個線程輸出1-5，第二個輸出6-10，第三個輸出11-15
 * 接着再第一個線程輸出16-20...就這樣循環下去，直到打印出75個數
 * @author qiaoxueshi
 *
 */
public class Print1to75 {
    static class Printer implements Runnable{
        static int num = 1; //開始數字
        static final int END = 75;
        int id;

        public Printer(int id) {
            this.id = id;
        }

        @Override
        public void run(){
            synchronized (Printer.class) {
                while(num <= END){
                    if(num / 5 % 3 == id){ //如果是屬於自己的數，依次打印出來五個
                        System.out.print(id + ":");
                        for(int i = 0; i < 5; i++){
                            System.out.print(num++ + ", ");
                        }
                        System.out.println();

                        Printer.class.notifyAll();//放棄CPU使用權，喚醒等待在Print.class隊列上的的打印線程
                    }else{
                        try {
                            Printer.class.wait();//如果不屬於自己的數，把當前線程掛在Printer.class這個對象的等待隊列上（也是放棄CPU使用權），等待喚醒
                        } catch (InterruptedException e) {
                            System.out.println("id" + "被打斷了");
                        }
                    }
                }
            }
        }
    }


    public static void main(String[] args) {
        //下面可以不按0，1，2的順序來,而且在兩兩中間隨便sleep()，都會正確打印出來
        new Thread( new Printer(0)).start();
        new Thread( new Printer(1)).start();
        new Thread( new Printer(2)).start();
    }
}

 

註釋中說的也很明白，有問題歡迎大家討論。

 

 

 

結果（運行了N次，結果都是一致的，請大家檢驗）：

 

0:1, 2, 3, 4, 5,
1:6, 7, 8, 9, 10,
2:11, 12, 13, 14, 15,
0:16, 17, 18, 19, 20,
1:21, 22, 23, 24, 25,
2:26, 27, 28, 29, 30,
0:31, 32, 33, 34, 35,
1:36, 37, 38, 39, 40,
2:41, 42, 43, 44, 45,
0:46, 47, 48, 49, 50,
1:51, 52, 53, 54, 55,
2:56, 57, 58, 59, 60,
0:61, 62, 63, 64, 65,
1:66, 67, 68, 69, 70,
2:71, 72, 73, 74, 75,

 

 

注意第23行的synchronized (Printer.class) ，爲什麼是Printer.class，而不是this呢？

是因爲Print.class也是一個對象，在當前JVM中是唯一的，它相當於一個“公證人”，三個線程競爭資源的時候都是從唯一的這個“公證人”手裏拿到許可，才能進入synchronized體。

而如果是synchronized (this)的話，this也相當於一個“公證人”，那麼三個線程各自有一個“公證人”，相當於各幹各的，三個中間沒有競爭關係，構不成同步。

 

可見只要是這三個的“公證人”是同一個傢伙，就能保持同步，稍微修改一下代碼，我們給三個線程傳進去同一個“公證人”（其實就是一個普通的不能再普通的對象）：

 

 

package concurrent.test;


/**
 * 要求創建三個線程，輸出1-75，
 * 最開始第一個線程輸出1-5，第二個輸出6-10，第三個輸出11-15
 * 接着再第一個線程輸出16-20...就這樣循環下去，直到打印出75個數
 * @author qiaoxueshi
 *
 */
public class Print1to75 {
    static class Printer implements Runnable{
        static int num = 1; //開始數字
        static final int END = 75;
        int id;
        Object o; //這就是三個線程的“公證人”，有點寒酸吧

        public Printer(int id, Object o) {
            this.id = id;
            this.o = o;
        }

        @Override
        public void run(){
            synchronized (o) {
                while(num <= END){
                    if(num / 5 % 3 == id){ //如果是屬於自己的數，依次打印出來五個
                        System.out.print(id + ":");
                        for(int i = 0; i < 5; i++){
                            System.out.print(num++ + ", ");
                        }
                        System.out.println();

                        o.notifyAll();//放棄CPU使用權，喚醒在o對象的等待隊列上的線程
                    }else{
                        try {
                            o.wait(); //如果不屬於自己的數，把當前線程掛在o這個對象的等待隊列上（也放棄了CPU使用權），等待喚醒
                        } catch (InterruptedException e) {
                            System.out.println("id" + "被打斷了");
                        }
                    }
                }
            }
        }
    }


    public static void main(String[] args) {
        //下面可以不按0，1，2的順序來,而且在兩兩中間隨便sleep()，都會正確打印出來
        Object o = new Object();
        new Thread( new Printer(0, o)).start();
        new Thread( new Printer(1, o)).start();
        new Thread( new Printer(2, o)).start();
    }
}

 

 

在第16行，添加了三個線程的”公證人“ Object o;

第25，34,37行都由原來的Printer.class改爲了o；

在第50行，創建了一個Object對象，傳給了三個線程。

運行結果和上面的是一模一樣地！

 

 

new Thread( new Printer(0, o)).start();
new Thread( new Printer(1, o)).start();
new Thread( new Printer(2, o)).start();

 如果覺得這段不太優雅，可以使用ExecuorService來實現，道理是一樣的。