LeetCode 1114 按序打印(多种解决)

本文介绍了两种Java并发编程中的线程同步技术。第一种是使用volatile关键字确保变量在多线程环境中的可见性,第二种是利用Semaphore信号量进行线程控制,通过acquire()和release()方法限制并发访问的数量,确保线程执行的顺序。这两种方法都是Java并发编程中重要的同步机制。

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题目

1

代码实现:

写法一:

class Foo {

    public Foo() {
        
    }
    volatile int count = 1;
    public void first(Runnable printFirst) throws InterruptedException {
        count++;
        
        // printFirst.run() outputs "first". Do not change or remove this line.
        printFirst.run();
    }

    public void second(Runnable printSecond) throws InterruptedException {
        while(count != 2);
        
        // printSecond.run() outputs "second". Do not change or remove this line.
        printSecond.run();
        count++;
    }

    public void third(Runnable printThird) throws InterruptedException {
        while(count != 3);
        // printThird.run() outputs "third". Do not change or remove this line.
        printThird.run();
    }
}

1


写法二:

class Foo {
    private Semaphore two = new Semaphore(0);//这里设置为0,就是一开始使线程阻塞从而完成其他执行。也是可以进行release和acquire操作(此处为这种解释)
    private Semaphore three = new Semaphore(0);
    public Foo() {
        
    }
    public void first(Runnable printFirst) throws InterruptedException {
        // printFirst.run() outputs "first". Do not change or remove this line.
        printFirst.run();
        two.release();
    }

    public void second(Runnable printSecond) throws InterruptedException {
        two.acquire();
        // printSecond.run() outputs "second". Do not change or remove this line.
        printSecond.run();
        three.release();
    }

    public void third(Runnable printThird) throws InterruptedException {
        three.acquire();
        // printThird.run() outputs "third". Do not change or remove this line.
        printThird.run();
    }
}

1
信号量的原理
信号量维护了一个信号量许可集。线程可以通过调用 acquire() 来获取信号量的许可;当信号量中有可用的许可时,线程能获取该许可;否则线程必须等待,直到有可用的许可为止。 线程可以通过 release() 来释放它所持有的信号量许可。

Semaphore 的函数列表

// 创建具有给定的许可数和非公平的公平设置的 Semaphore。
Semaphore(int permits)
// 创建具有给定的许可数和给定的公平设置的 Semaphore。
Semaphore(int permits, boolean fair)

// 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 acquire()
// 从此信号量获取给定数目的许可,在提供这些许可前一直将线程阻塞,或者线程已被中断。
void acquire(int permits)
// 从此信号量中获取许可,在有可用的许可前将其阻塞。
void acquireUninterruptibly()
// 从此信号量获取给定数目的许可,在提供这些许可前一直将线程阻塞。
void acquireUninterruptibly(int permits)
// 返回此信号量中当前可用的许可数。
int availablePermits()
// 获取并返回立即可用的所有许可。
int drainPermits()
// 返回一个 collection,包含可能等待获取的线程。
protected Collection<Thread> getQueuedThreads()
// 返回正在等待获取的线程的估计数目。
int getQueueLength()
// 查询是否有线程正在等待获取。
boolean hasQueuedThreads()
// 如果此信号量的公平设置为 true,则返回 true。
boolean isFair()
// 根据指定的缩减量减小可用许可的数目。
protected void reducePermits(int reduction)
// 释放一个许可,将其返回给信号量。
void release()
// 释放给定数目的许可,将其返回到信号量。
void release(int permits)
// 返回标识此信号量的字符串,以及信号量的状态。
String toString()
// 仅在调用时此信号量存在一个可用许可,才从信号量获取许可。
boolean tryAcquire()
// 仅在调用时此信号量中有给定数目的许可时,才从此信号量中获取这些许可。
boolean tryAcquire(int permits)
// 如果在给定的等待时间内此信号量有可用的所有许可,并且当前线程未被中断,则从此信号量获取给定数目的许可。
boolean tryAcquire(int permits, long timeout, TimeUnit unit)
// 如果在给定的等待时间内,此信号量有可用的许可并且当前线程未被中断,则从此信号量获取一个许可。
boolean tryAcquire(long timeout, TimeUnit unit)
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