LeetCode-1116.打印零与奇偶数（多线程）

本文主要是介绍LeetCode-1116.打印零与奇偶数（多线程），希望对大家解决编程问题提供一定的参考价值，需要的开发者们随着小编来一起学习吧！

LeetCode 题目描述

假设有这么一个类：

class ZeroEvenOdd {public ZeroEvenOdd(int n) { ... }      // 构造函数public void zero(printNumber) { ... }  // 仅打印出 0public void even(printNumber) { ... }  // 仅打印出 偶数public void odd(printNumber) { ... }   // 仅打印出 奇数
}

相同的一个 ZeroEvenOdd 类实例将会传递给三个不同的线程：

线程 A 将调用 zero()，它只输出 0 。
线程 B 将调用 even()，它只输出偶数。
线程 C 将调用 odd()，它只输出奇数。
每个线程都有一个 printNumber 方法来输出一个整数。请修改给出的代码以输出整数序列 010203040506… ，其中序列的长度必须为 2n。

示例 1：

输入：n = 2
输出："0102"
说明：三条线程异步执行，其中一个调用 zero()，另一个线程调用 even()，最后一个线程调用 odd()。正确的输出为 "0102"。

示例 2：

输入：n = 5
输出："0102030405"

来源：力扣（LeetCode）
链接：https://leetcode-cn.com/problems/print-zero-even-odd
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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存在一定规律（三个线程之间的规律！突破点）

顺序执行实现方案：

同步等待通知机制。方法内部使用布尔变量控制当前方法是否可以执行，即 while(boolean) 范式，某个方法执行后修改布尔值达到顺序控制
同步等待通知机制可以实现的 Lock 可以实现（感兴趣可以尝试）
使用并发工具类 Semaphore 实现（初始许可为 0 可以让方法延迟执行，执行前置条件后释放对应许可）

解法：同步等待通知机制

该解法平台报超出时间限制！本地测试通过。

针对该解法，可以把 wait&notifyAll 舍弃，直接采用无锁方式实现，根据条件判断一直轮询（方法耗时较长时 CPU 占用较高）。

class ZeroEvenOdd {private volatile int flag = 0;private int n;public ZeroEvenOdd(int n) {this.n = n;}// printNumber.accept(x) outputs "x", where x is an integer.public synchronized void zero(IntConsumer printNumber) throws InterruptedException {while (true) {if (flag > 0) {wait();}flag = -flag + 1;if (flag > n) {break;}printNumber.accept(0);notifyAll();}}// 偶数public synchronized void even(IntConsumer printNumber) throws InterruptedException {while (true) {while (flag <= 0 || (flag & 1) == 1) {wait();}if (flag > n) {break;}printNumber.accept(flag);flag = -flag;notifyAll();}}// 奇数public synchronized void odd(IntConsumer printNumber) throws InterruptedException {while (true) {while (flag <= 0 || (flag & 1) == 0) {wait();}if (flag > n) {break;}printNumber.accept(flag);flag = -flag;notifyAll();}}
}

解法：信号量 Semaphore 控制

class ZeroEvenOdd {private final Semaphore z = new Semaphore(1);private final Semaphore o = new Semaphore(0);private final Semaphore e = new Semaphore(0);private int n;public ZeroEvenOdd(int n) {this.n = n;}// printNumber.accept(x) outputs "x", where x is an integer.public void zero(IntConsumer printNumber) throws InterruptedException {for (int i = 0; i < n; i++) {z.acquire();printNumber.accept(0);if ((i & 1) == 0) { // 偶数判断o.release();} else {e.release();}}}// 偶数public void even(IntConsumer printNumber) throws InterruptedException {for (int i = 2; i <= n; i += 2) {e.acquire();printNumber.accept(i);z.release();}}// 奇数public void odd(IntConsumer printNumber) throws InterruptedException {for (int i = 1; i <= n; i += 2) {o.acquire();printNumber.accept(i);z.release();}}
}