揭秘循环打印ABC的多线程并发编程技巧

后端

2023-03-30 18:29:35

并发编程：让计算机同时执行多个任务的魅力与挑战

在计算机科学领域，并发编程正扮演着越来越重要的角色，尤其是在多核处理器和分布式系统的普及下。它是一种使多个进程或线程同时执行的技术，旨在提高程序的效率和性能。

并发编程的本质：多线程并发

并发编程的核心思想是利用多线程编程技术，例如 Java 中的 Thread 类和锁机制，让多个线程同时执行。通过这种方式，程序可以将任务分解为较小的块，并分配给不同的线程处理，从而显著提高效率。

循环打印 ABC：并发编程的经典笔试题

在并发编程的入门练习中，“循环打印 ABC”是一个颇受欢迎的笔试题。看似简单，却蕴含着多线程编程的精髓。它要求三个线程分别循环打印 A、B、C，共打印 100 次。看似简单的任务，在并发环境下却需要巧妙的协调。

Java 并发编程：实现循环打印 ABC

在 Java 中，我们可以使用锁（lock）和条件（condition）来实现循环打印 ABC。锁用于控制对共享变量（即记录当前打印字母的变量）的访问，而条件用于线程之间等待和唤醒的协调。

import java.util.concurrent.locks.Condition;
import java.util.concurrent.locks.Lock;
import java.util.concurrent.locks.ReentrantLock;

public class PrintABC {

    private static Lock lock = new ReentrantLock();
    private static Condition conditionA = lock.newCondition();
    private static Condition conditionB = lock.newCondition();
    private static Condition conditionC = lock.newCondition();
    private static volatile int num = 1;

    public static void main(String[] args) {
        new Thread(() -> {
            while (num <= 100) {
                lock.lock();
                try {
                    while (num % 3 != 1) {
                        conditionA.await();
                    }
                    System.out.print("A");
                    num++;
                    conditionB.signal();
                } catch (InterruptedException e) {
                    e.printStackTrace();
                } finally {
                    lock.unlock();
                }
            }
        }).start();

        new Thread(() -> {
            while (num <= 100) {
                lock.lock();
                try {
                    while (num % 3 != 2) {
                        conditionB.await();
                    }
                    System.out.print("B");
                    num++;
                    conditionC.signal();
                } catch (InterruptedException e) {
                    e.printStackTrace();
                } finally {
                    lock.unlock();
                }
            }
        }).start();

        new Thread(() -> {
            while (num <= 100) {
                lock.lock();
                try {
                    while (num % 3 != 0) {
                        conditionC.await();
                    }
                    System.out.print("C");
                    num++;
                    conditionA.signal();
                } catch (InterruptedException e) {
                    e.printStackTrace();
                } finally {
                    lock.unlock();
                }
            }
        }).start();
    }
}