[Java多线程][LeetCode题解]
LeetCode题解
1114. 按序打印
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题目
我们提供了一个类：
public class Foo {
public void one() { print("one"); }
public void two() { print("two"); }
public void three() { print("three"); }
}
三个不同的线程将会共用一个Foo实例。
- 线程 A 将会调用 one() 方法
- 线程 B 将会调用 two() 方法
- 线程 C 将会调用 three() 方法
- 请设计修改程序，以确保 two() 方法在 one() 方法之后被执行，three() 方法在 two() 方法之后被执行。
题解思路
第一次看到多线程的题目，有点意思
其实题意也很简单，就是能让多线程程序按顺序输出，正好学习了高并发编程，上手试试
- 模拟一个简易的产品生产链环境，提供一个productionChain栈(或者队列)当做原料仓(简易的仓库里堆积物品，先堆上去的东西后面找半天才拿的出来hhh)，用于存放原料，顺便初始化交个房租什么的
private Stack<Integer> productionChain ; public Foo() { // Init Resources Pool productionChain = new Stack<>(); } - 然后先算一算需要哪些原料，原料之间存在怎样的依赖关系
// 题意需要调用3个方法，后两种分别依赖前两种 // 那么有依赖关系：1 -> 2 -> 3 // 此处给出两种原料id，如果有更多的依赖条件就需要考虑更多 private final int pidOfFirst = 1; private final int pidOfSecond = 2; // 同时需要有资源锁，可以当做一个生产厂房有限的生产器械，只能同时供一种原料生产或加工 private final Object resLock = new Object(); - 生产线设计
// 由题目提供的代码设定有以下三条生产线，要求按first-second-third的顺序进行生产 public void first(Runnable printFirst) throws InterruptedException { // printFirst.run() outputs "first". Do not change or remove this line. printFirst.run(); } public void second(Runnable printSecond) throws InterruptedException { // printSecond.run() outputs "second". Do not change or remove this line. printSecond.run(); } public void third(Runnable printThird) throws InterruptedException { // printThird.run() outputs "third". Do not change or remove this line. printThird.run(); } - 原料分配和产品加工
- 原料1生产
public void first(Runnable printFirst) throws InterruptedException { // 交付给生产产商进行生产，占用工具resLock其他人暂时不得使用 synchronized (resLock){ // 生产 原料1 productionChain.push(pidOfFirst); // printFirst.run() outputs "first". Do not change or remove this line. printFirst.run(); // 生产完成，通知其他工序开始工作 resLock.notifyAll(); } } - 原料2生产
public void second(Runnable printSecond) throws InterruptedException { // 交付给生产产商进行生产，占用工具resLock其他人暂时不得使用 synchronized (resLock){ // 需要先了解资源池是否有需要的原料 while( productionChain.empty() || productionChain.peek() != pidOfFirst ){ // 没有原料的话拿到工具也没用，还是坐等原料1吧 resLock.wait(); } // 确认原料1已提供，从资源池取出原料1 productionChain.pop(); // 加工生产原料2 productionChain.push(pidOfSecond); // printSecond.run() outputs "second". Do not change or remove this line. printSecond.run(); // 加工完成，通知其他工序开始工作 resLock.notifyAll(); } } - *题目无关，仅作思考——以此类推可以有：原料x生产
public void xth(Runnable printSecond) throws InterruptedException { // 交付给生产产商进行生产，占用工具resLock其他人暂时不得使用 synchronized (resLock){ // 需要先了解资源池是否有需要的原料 while( productionChain.empty() || productionChain.peek() != pidOfX_d1_th ){ // pidOfX_d1_th：X decrease1 th -> (x-1)th -> 第(x-1)种原料 // 没有原料的话拿到工具也没用，还是坐等原料x吧 resLock.wait(); } // 确认原料(x-1)已提供，从资源池取出原料(x-1) productionChain.pop(); // 加工生产原料x productionChain.push(pidOfSecond); // printSecond.run() outputs "second". Do not change or remove this line. printSecond.run(); // 加工完成，通知其他工序开始工作 resLock.notifyAll(); } } // 甚至感觉像数学归纳法…… - 原料齐全，组装成品
public void third(Runnable printThird) throws InterruptedException { synchronized (resLock){ // 由于这里要求是1->2->3，且1和2也要保持顺序，所以只需要判断是否有原料2即可 while( productionChain.empty() || productionChain.peek() != pidOfSecond ){ // wait for resource resLock.wait(); } // 通过前序工艺加工好的原料进行组装成品 productionChain.pop(); // 当然，这里可以改成输出成品等其他操作，但是至少要消耗掉原料2才能继续进行下面的操作 // printThird.run() outputs "third". Do not change or remove this line. printThird.run(); } }
- 简单测试生产线，样例1，顺序调用
public static void main(String[] args) throws InterruptedException { Runnable a = () -> System.out.println("one"); Runnable b = () -> System.out.println("two"); Runnable c = () -> System.out.println("three"); ProductionLine pl = new ProductionLine(); pl.first( a ); pl.second( b ); pl.third( c ); // one // two // three } - 简单测试生产线，样例2，乱序调用
public static void main(String[] args) throws InterruptedException { Runnable a = () -> System.out.println("one"); Runnable b = () -> System.out.println("two"); Runnable c = () -> System.out.println("three"); ProductionLine pl = new ProductionLine(); pl.first( a ); pl.second( c ); //先跑c pl.third( b ); //再跑b // 看看是否还是顺序输出 // one // two // three // OK，没问题 }
题解
class Foo {
// 题意需要调用3个方法，后两种分别依赖前两种
// 那么有依赖关系：1 -> 2 -> 3
// 此处给出两种原料id，如果有更多的依赖条件就需要考虑更多
private final int pidOfFirst = 1;
private final int pidOfSecond = 2;
// 同时需要有资源锁，可以当做一个生产厂房有限的生产器械，只能同时供一种原料生产或加工
private final Object resLock = new Object();
private Stack<Integer> productionChain ;
public Foo() {
// Init Resources Pool
productionChain = new Stack<>();
}
public void first(Runnable printFirst) throws InterruptedException {
// 交付给生产产商进行生产，占用工具resLock其他人暂时不得使用
synchronized (resLock){
// 生产 原料1
productionChain.push(pidOfFirst);
// printFirst.run() outputs "first". Do not change or remove this line.
printFirst.run();
// 生产完成，通知其他工序开始工作
resLock.notifyAll();
}
}
public void second(Runnable printSecond) throws InterruptedException {
// 交付给生产产商进行生产，占用工具resLock其他人暂时不得使用
synchronized (resLock){
// 需要先了解资源池是否有需要的原料
while( productionChain.empty() || productionChain.peek() != pidOfFirst ){
// 没有原料的话拿到工具也没用，还是坐等原料1吧
resLock.wait();
}
// 确认原料1已提供，从资源池取出原料1
productionChain.pop();
// 加工生产原料2
productionChain.push(pidOfSecond);
// printSecond.run() outputs "second". Do not change or remove this line.
printSecond.run();
// 加工完成，通知其他工序开始工作
resLock.notifyAll();
}
}
public void third(Runnable printThird) throws InterruptedException {
synchronized (resLock){
// 由于这里要求是1->2->3，且1和2也要保持顺序，所以只需要判断是否有原料2即可
while( productionChain.empty() || productionChain.peek() != pidOfSecond ){
// wait for resource
resLock.wait();
}
// 通过前序工艺加工好的原料进行组装成品
productionChain.pop();
// 当然，这里可以改成输出成品等其他操作，但是至少要消耗掉原料2才能继续进行下面的操作
// printThird.run() outputs "third". Do not change or remove this line.
printThird.run();
}
}
}
后记
顺便回忆了一下线程创建、通信和锁的使用，以联系实际的场景来刷题目还是挺有趣的:D
