按序打印 - 多线程并发

分手后的思念是犯贱 2022-12-19 08:49 143阅读 0赞

## 按序打印 ##

我们提供了一个类：

public class Foo { 
      public void first() {  print("first"); }
      public void second() {  print("second"); }
      public void third() {  print("third"); }
    }

三个不同的线程将会共用一个 Foo 实例。

线程 A 将会调用 first() 方法  
线程 B 将会调用 second() 方法  
线程 C 将会调用 third() 方法  
请设计修改程序，以确保 second() 方法在 first() 方法之后被执行，third() 方法在 second() 方法之后被执行。

**示例 1:**

> 输入: \[1,2,3\]  
> 输出: “firstsecondthird”  
> 解释:  
> 有三个线程会被异步启动。  
> 输入 \[1,2,3\] 表示线程 A 将会调用 first() 方法，线程 B 将会调用 second() 方法，线程 C 将会调用 third() 方法。  
> 正确的输出是 “firstsecondthird”。

**示例 2:**

> 输入: \[1,3,2\]  
> 输出: “firstsecondthird”  
> 解释:  
> 输入 \[1,3,2\] 表示线程 A 将会调用 first() 方法，线程 B 将会调用 third() 方法，线程 C 将会调用 second() 方法。  
> 正确的输出是 “firstsecondthird”。

**提示：**

> 尽管输入中的数字似乎暗示了顺序，但是我们并不保证线程在操作系统中的调度顺序。  
> 你看到的输入格式主要是为了确保测试的全面性。

> 同步：按照指定的顺序执行，一个线程的执行依赖于另一个线程的执行状态。

## 分析 ##

该问题是`多线程并发`的同步执行问题。所谓的同步执行，是指一个线程的执行依赖于另一个线程的执行状态。

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**`多线程并发`**

多个线程同时执行，调用相同的或者不同的任务；

**`多线程并发导致的问题`**

*  竞态条件：由于多进程之间的竞争执行，导致程序没有按照期望的顺序输出。
 *  死锁：并发的进程需要等待一些资源，导致没有程序可以执行。
 *  资源不足：进程被永远剥夺了运行所需的资源。

## 解法 ##

使用python的threading模块的**线程锁**：`Lock()`

from threading import Lock
    class Foo:
        def __init__(self):
            self._block = Lock()
            self._firstDone = False
            self._secondDone = False
    
    
    
        def first(self, printFirst: 'Callable[[], None]') -> None:
            self._block.acquire()
            # printFirst() outputs "first". Do not change or remove this line.
            printFirst()
            self._firstDone = True
            self._block.release()
    
    
        def second(self, printSecond: 'Callable[[], None]') -> None:
            self._block.acquire()
            if not self._firstDone:
                self._block.release()
            # printSecond() outputs "second". Do not change or remove this line.
            printSecond()
            self._secondDone = True
            self._block.release()
    
    
        def third(self, printThird: 'Callable[[], None]') -> None:
            self._block.acquire()
            if not self._secondDone:
                self._block.release()
            # printThird() outputs "third". Do not change or remove this line.
            printThird()
            self._block.release()