算法之字符串多線程交替輸出

字符串兩個線程交替打印輸出

字符串 “20190425”， 1到100數字使用兩個線程嚴格交替打印？

解法一：wait and notify

• 思路：”20190425” 兩個線程交替打印
• 一個打印線程輸出奇數INDEX
• 一個打印線程輸出偶數INDEX
• 線程執行中用wait實現等待，notify實現喚醒
• 避免時間過短，輸出亂序，Sleep一定的時間

public class T1 {
 public static void main(String[] args) {
 T1 demo = new T1();
 Thread t1 = new Thread(demo::print1);
 Thread t2 = new Thread(demo::print2);
 t1.start();
 t2.start();
 }
 public synchronized void print1() {
 String s = "20190425";
 //一個打印線程輸出奇數INDEX
 for (int i = 0; i < s.length(); i += 2) {
 print(s, i);
 }
 }
 public synchronized void print2() {
 String s = "20190425";
 //一個打印線程輸出奇數INDEX
 for (int i = 1; i < s.length(); i += 2) {
 print(s, i);
 } 

 }
 private void print(String s, int i) {
 char c = s.charAt(i);
 this.notify();//線程執行中用wait實現等待，notify實現喚醒
 System.out.println("thead id:" + Thread.currentThread().getId() + "," + c);
 try {
 this.wait();
 Thread.sleep(100);//避免時間過短，輸出亂序，Sleep一定的時間
 } catch (InterruptedException e) {
 e.printStackTrace();
 }
 }
}

解法二：利用CAS

• 思路：利用原子計數器AtomicInteger和volatile變量來實現
• 使用了CAS實現，避免線程的上下文的切換。
• 使用volatile的變量，保證不會出現變量可見性的問題。

/**
 * //性能更優：利用原子計數器AtomicInteger和volatile變量來實現
 * - 使用了CAS實現，避免線程的上下文的切換。
 * - 使用volatile的變量，保證不會出現變量可見性的問題。
 */
public class ThreadPrint2 {
 private static AtomicInteger num = new AtomicInteger(0);
 private static volatile boolean flag = false;
 public static void main(String[] args) {
 Thread t1 = new Thread(() -> { 

 for (; 100 > num.get(); ) {
 if (!flag && (num.get() == 0 || num.incrementAndGet() % 2 == 0)) { //偶數輸出
 try {
 Thread.sleep(100); //避免打印過快導致混亂輸出
 } catch (InterruptedException e) {
 }
 System.out.println(num.get());
 flag = true;
 }
 }
 });
 Thread t2 = new Thread(() -> {
 for (; 100 > num.get(); ) {
 if (flag && (num.incrementAndGet() % 2 != 0)) { //奇數輸出
 try {
 Thread.sleep(100);
 } catch (InterruptedException e) {
 }
 System.out.println(num.get());
 flag = false;
 }
 }
 });
 t1.start();
 t2.start();
 }
}

解法三：利用volatitle變量替換CAS

• 思路：
• 利用volatile代替CAS變量，減輕CAS的消耗,++num不是原子性的，但不受影響，因為有flag變量控制。
• 而num必須是volatile，否剛會出現可見性問題。

//題目：多線程嚴格交替打印字符串 20190425
//利用volatile代替CAS變量，減輕CAS的消耗,++num不是原子性的，但不受影響，因為有flag變量控制。 

//而num必須是volatile，否剛會出現可見性問題。
//https://www.cnblogs.com/stateis0/p/9091254.html
public class ThreadPrint3 {
 private static volatile int num = 0;
 private static volatile boolean flag = false;
 public static void main(String[] args) {
 Thread t1 = new Thread(() -> {
 for(; 100 > num;) {
 if(!flag && (num == 0 || ++num % 2 == 0)) {
 try {
 Thread.sleep(100);
 } catch(InterruptedException e) {
 }
 System.out.println(num);
 flag = true;
 }
 }
 });
 Thread t2 = new Thread(() -> {
 for(; 100 > num;) {
 if(flag && (++num % 2 != 0)) {
 try {
 Thread.sleep(100);
 } catch(InterruptedException e) {
 }
 System.out.println(num);
 flag = false;
 }
 }
 });
 t1.start();
 t2.start();
 }
}

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關鍵字: 輸出 亂序 多線程