LeetCode-1115.交替打印FooBar（多线程）

LeetCode 题目描述

我们提供一个类：

class FooBar {
  public void foo() {
    for (int i = 0; i < n; i++) {
      print("foo");
    }
  }

  public void bar() {
    for (int i = 0; i < n; i++) {
      print("bar");
    }
  }
}

两个不同的线程将会共用一个 FooBar 实例。其中一个线程将会调用 foo() 方法，另一个线程将会调用 bar() 方法。

请设计修改程序，以确保 “foobar” 被输出 n 次。

示例 1:

输入: n = 1
输出: "foobar"
解释: 这里有两个线程被异步启动。其中一个调用 foo() 方法, 另一个调用 bar() 方法，"foobar" 将被输出一次。

示例 2:

输入: n = 2
输出: "foobarfoobar"
解释: "foobar" 将被输出两次。

来源：力扣（LeetCode）
链接：https://leetcode-cn.com/problems/print-foobar-alternately
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题解

解题思路为：

• 多线程并发访问同一个对象的成员方法
• 成员方法的执行顺序是固定的（突破点）

对于多线程固定顺序的执行，我们可以采用 Thread.join 方法。但此处不适用，此处我们只可以修改方法内部实现机制，并不能控制线程执行的方式，所以应该是线程等待唤醒机制。

顺序执行实现方案：

• 方法内部使用布尔变量控制当前方法是否可以执行，即 if(boolean)` 范式，某个方法执行后修改布尔值达到顺序控制
• 使用并发工具类 Semaphore 实现（初始许可为 0，执行前置条件后释放一个许可）（感兴趣可尝试实现）

此处如果使用 CyclicBarrier 工具类不能保证 bar 在 foo 前执行，需要额外控制。

方法内部使用布尔变量控制实现

对于 synchronized 关键字，该实现添加在方法签名上而不是 for 循环内部，减少锁的操作，而是在获取锁后使用等待通知机制唤醒后继续执行。可参考博文-Java 线程等待通知机制（wait、notify）

class FooBar {
    private volatile boolean tmp = false;
    private int n;

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

    public synchronized void foo(Runnable printFoo) throws InterruptedException {
        for (int i = 0; i < n; i++) {
            if (tmp) {
                wait();
            }
            // printFoo.run() outputs "foo". Do not change or remove this line.
            printFoo.run();
            tmp = true;
            notify();
        }
    }

    public synchronized void bar(Runnable printBar) throws InterruptedException {
        for (int i = 0; i < n; i++) {
            if (!tmp) {
                wait();
            }
            // printBar.run() outputs "bar". Do not change or remove this line.
            printBar.run();
            tmp = false;
            notify();
        }
    }
}

参考

有关并发编程相关知识参考本博客专栏对应文章。

• 本题在 LeetCode-1114. 按序打印（多线程） 顺序执行基础上增加了 for 循环内部等待通知操作。