leetcode 1195. 交替打印字符串
编写一个可以从 1 到 n 输出代表这个数字的字符串的程序，但是：
如果这个数字可以被 3 整除，输出 "fizz"。
如果这个数字可以被 5 整除，输出 "buzz"。
如果这个数字可以同时被 3 和 5 整除，输出 "fizzbuzz"。
例如，当 n = 15，输出： 1, 2, fizz, 4, buzz, fizz, 7, 8, fizz, buzz, 11, fizz, 13, 14, fizzbuzz。
假设有这么一个类：
class FizzBuzz {
public FizzBuzz(int n) { ... } // constructor
public void fizz(printFizz) { ... } // only output "fizz"
public void buzz(printBuzz) { ... } // only output "buzz"
public void fizzbuzz(printFizzBuzz) { ... } // only output "fizzbuzz"
public void number(printNumber) { ... } // only output the numbers
}
请你实现一个有四个线程的多线程版 FizzBuzz， 同一个 FizzBuzz 实例会被如下四个线程使用：
线程A将调用 fizz() 来判断是否能被 3 整除，如果可以，则输出 fizz。
线程B将调用 buzz() 来判断是否能被 5 整除，如果可以，则输出 buzz。
线程C将调用 fizzbuzz() 来判断是否同时能被 3 和 5 整除，如果可以，则输出 fizzbuzz。
线程D将调用 number() 来实现输出既不能被 3 整除也不能被 5 整除的数字。
解法零： 什么都不需要，我们直接while循环来反复判断条件是否成立，问题是由于num不是volatile的，不能及时更新，很多线程都在无意义的死循环（超出时间限制）
class FizzBuzz {
private int n;
private int num;
public FizzBuzz(int n) {
this.n = n;
}
// printFizz.run() outputs "fizz".
public void fizz(Runnable printFizz) throws InterruptedException {
while(num<=n){
if(num%3==0 && num%5!=0){
printFizz.run();
num++;
}
}
}
// printBuzz.run() outputs "buzz".
public void buzz(Runnable printBuzz) throws InterruptedException {
while(num<=n){
if(num%3!=0 && num%5==0){
printBuzz.run();
num++;
}
}
}
// printFizzBuzz.run() outputs "fizzbuzz".
public void fizzbuzz(Runnable printFizzBuzz) throws InterruptedException {
while(num<=n){
if(num%3==0 && num%5==0){
printFizzBuzz.run();
num++;
}
}
}
// printNumber.accept(x) outputs "x", where x is an integer.
public void number(IntConsumer printNumber) throws InterruptedException {
while(num<=n){
if(num%3!=0 && num%5!=0){
printNumber.accept(num);
num++;
}
}
}
}
解法一：volatile （因为同一时刻可能有多个线程在读取变量，但是必然只有一个线程在写入变量，所以使用volatile完全没有问题）
class FizzBuzz {
private int n;
private volatile int num;
public FizzBuzz(int n) {
this.n = n;
}
// printFizz.run() outputs "fizz".
public void fizz(Runnable printFizz) throws InterruptedException {
while(num<=n){
if(num%3==0 && num%5!=0){
printFizz.run();
num++;
}
}
}
// printBuzz.run() outputs "buzz".
public void buzz(Runnable printBuzz) throws InterruptedException {
while(num<=n){
if(num%3!=0 && num%5==0){
printBuzz.run();
num++;
}
}
}
// printFizzBuzz.run() outputs "fizzbuzz".
public void fizzbuzz(Runnable printFizzBuzz) throws InterruptedException {
while(num<=n){
if(num%3==0 && num%5==0){
printFizzBuzz.run();
num++;
}
}
}
// printNumber.accept(x) outputs "x", where x is an integer.
public void number(IntConsumer printNumber) throws InterruptedException {
while(num<=n){
if(num%3!=0 && num%5!=0){
printNumber.accept(num);
num++;
}
}
}
}
解法二：既然volatile是可以的，那么AtomicInteger原子操作类必然也是可以的（代码几乎完全一致这里就不再演示了）
解法三：synchronized + volatile （我们知道在某一时刻，必然只有一个线程的操作是有意义的，所以我们可以引入synchronized来让其它线程wait(),到时候在notify）
class FizzBuzz {
private int n;
private volatile int num;
private Object lock = new Object();
public FizzBuzz(int n) {
this.n = n;
}
// printFizz.run() outputs "fizz".
public void fizz(Runnable printFizz) throws InterruptedException {
synchronized(lock){
while(num<=n){
if(num%3==0 && num%5!=0){
printFizz.run();
num++;
lock.notifyAll();
}else{
lock.wait();
}
}
}
}
// printBuzz.run() outputs "buzz".
public void buzz(Runnable printBuzz) throws InterruptedException {
synchronized(lock){
while(num<=n){
if(num%3!=0 && num%5==0){
printBuzz.run();
num++;
lock.notifyAll();
}else{
lock.wait();
}
}
}
}
// printFizzBuzz.run() outputs "fizzbuzz".
public void fizzbuzz(Runnable printFizzBuzz) throws InterruptedException {
synchronized(lock){
while(num<=n){
if(num%3==0 && num%5==0){
printFizzBuzz.run();
num++;
lock.notifyAll();
}else{
lock.wait();
}
}
}
}
// printNumber.accept(x) outputs "x", where x is an integer.
public void number(IntConsumer printNumber) throws InterruptedException {
synchronized(lock){
while(num<=n){
if(num%3!=0 && num%5!=0){
printNumber.accept(num);
num++;
lock.notifyAll();
}else{
lock.wait();
}
}
}
}
}
解法四：volatile + ReentrantLock （既然synchronized是可以的，那lock必然也是可以的，虽然这两哥几乎也是完全一样的，但是为了复习一下，我们也可以来看看）
class FizzBuzz {
private int n;
private volatile int num;
ReentrantLock lock = new ReentrantLock();
Condition condition = lock.newCondition();
public FizzBuzz(int n) {
this.n = n;
}
// printFizz.run() outputs "fizz".
public void fizz(Runnable printFizz) throws InterruptedException {
while(num<=n){
lock.lock();
try{
if(num%3==0 && num%5!=0){
printFizz.run();
num++;
condition.signalAll();
}else{
condition.await();
}
}finally{
lock.unlock();
}
}
}
// printBuzz.run() outputs "buzz".
public void buzz(Runnable printBuzz) throws InterruptedException {
while(num<=n){
lock.lock();
try{
if(num%3!=0 && num%5==0){
printBuzz.run();
num++;
condition.signalAll();
}else{
condition.await();
}
}finally{
lock.unlock();
}
}
}
// printFizzBuzz.run() outputs "fizzbuzz".
public void fizzbuzz(Runnable printFizzBuzz) throws InterruptedException {
while(num<=n){
lock.lock();
try{
if(num%3==0 && num%5==0){
printFizzBuzz.run();
num++;
condition.signalAll();
}else{
condition.await();
}
}finally{
lock.unlock();
}
}
}
// printNumber.accept(x) outputs "x", where x is an integer.
public void number(IntConsumer printNumber) throws InterruptedException {
while(num<=n){
lock.lock();
try{
if(num%3!=0 && num%5!=0){
printNumber.accept(num);
num++;
condition.signalAll();
}else{
condition.await();
}
}finally{
lock.unlock();
}
}
}
}
上面的方法都是使用了传统的互斥来解决问题的，现在让我们来使用一些小东西来直接解决问题，那么都有什么呢
countDownLatch CyclicBarrier semaphore exchanger
解法五：
private static CyclicBarrier barrier = new CyclicBarrier(4);
public FizzBuzz(int n) {
this.n = n;
}
// printFizz.run() outputs "fizz".
public void fizz(Runnable printFizz) throws InterruptedException {
for (int i = 1; i <= n; i++) {
if (i % 3 == 0 && i % 5 != 0) {
printFizz.run();
}
try {
barrier.await();
} catch (BrokenBarrierException e) {
e.printStackTrace();
}
}
}
// printBuzz.run() outputs "buzz".
public void buzz(Runnable printBuzz) throws InterruptedException {
for (int i = 1; i <= n; i++) {
if (i % 3 != 0 && i % 5 == 0) {
printBuzz.run();
}
try {
barrier.await();
} catch (BrokenBarrierException e) {
e.printStackTrace();
}
}
}
// printFizzBuzz.run() outputs "fizzbuzz".
public void fizzbuzz(Runnable printFizzBuzz) throws InterruptedException {
for (int i = 1; i <= n; i++) {
if (i % 3 == 0 && i % 5 == 0) {
printFizzBuzz.run();
}
try {
barrier.await();
} catch (BrokenBarrierException e) {
e.printStackTrace();
}
}
}
// printNumber.accept(x) outputs "x", where x is an integer.
public void number(IntConsumer printNumber) throws InterruptedException {
for (int i = 1; i <= n; i++) {
if (i % 3 != 0 && i % 5 != 0) {
printNumber.accept(i);
}
try {
barrier.await();
} catch (BrokenBarrierException e) {
e.printStackTrace();
}
}
}
leetcode 1195. 交替打印字符串
编写一个可以从 1 到 n 输出代表这个数字的字符串的程序，但是：
如果这个数字可以被 3 整除，输出 "fizz"。如果这个数字可以被 5 整除，输出 "buzz"。如果这个数字可以同时被 3 和 5 整除，输出 "fizzbuzz"。例如，当 n = 15，输出： 1, 2, fizz, 4, buzz, fizz, 7, 8, fizz, buzz, 11, fizz, 13, 14, fizzbuzz。
假设有这么一个类：
class FizzBuzz { public FizzBuzz(int n) { ... } // constructor public void fizz(printFizz) { ... } // only output "fizz" public void buzz(printBuzz) { ... } // only output "buzz" public void fizzbuzz(printFizzBuzz) { ... } // only output "fizzbuzz" public void number(printNumber) { ... } // only output the numbers}请你实现一个有四个线程的多线程版 FizzBuzz， 同一个 FizzBuzz 实例会被如下四个线程使用：
线程A将调用 fizz() 来判断是否能被 3 整除，如果可以，则输出 fizz。线程B将调用 buzz() 来判断是否能被 5 整除，如果可以，则输出 buzz。线程C将调用 fizzbuzz() 来判断是否同时能被 3 和 5 整除，如果可以，则输出 fizzbuzz。线程D将调用 number() 来实现输出既不能被 3 整除也不能被 5 整除的数字。
解法零： 什么都不需要，我们直接while循环来反复判断条件是否成立，问题是由于num不是volatile的，不能及时更新，很多线程都在无意义的死循环（超出时间限制）class FizzBuzz { private int n; private int num;
public FizzBuzz(int n) { this.n = n; }
// printFizz.run() outputs "fizz". public void fizz(Runnable printFizz) throws InterruptedException { while(num<=n){ if(num%3==0 && num%5!=0){ printFizz.run(); num++; } } }
// printBuzz.run() outputs "buzz". public void buzz(Runnable printBuzz) throws InterruptedException { while(num<=n){ if(num%3!=0 && num%5==0){ printBuzz.run(); num++; } } }
// printFizzBuzz.run() outputs "fizzbuzz". public void fizzbuzz(Runnable printFizzBuzz) throws InterruptedException { while(num<=n){ if(num%3==0 && num%5==0){ printFizzBuzz.run(); num++; } } }
// printNumber.accept(x) outputs "x", where x is an integer. public void number(IntConsumer printNumber) throws InterruptedException { while(num<=n){ if(num%3!=0 && num%5!=0){ printNumber.accept(num); num++; } } }}
解法一：volatile （因为同一时刻可能有多个线程在读取变量，但是必然只有一个线程在写入变量，所以使用volatile完全没有问题）class FizzBuzz { private int n; private volatile int num;
public FizzBuzz(int n) { this.n = n; }
// printFizz.run() outputs "fizz". public void fizz(Runnable printFizz) throws InterruptedException { while(num<=n){ if(num%3==0 && num%5!=0){ printFizz.run(); num++; } } }
// printBuzz.run() outputs "buzz". public void buzz(Runnable printBuzz) throws InterruptedException { while(num<=n){ if(num%3!=0 && num%5==0){ printBuzz.run(); num++; } } }
// printFizzBuzz.run() outputs "fizzbuzz". public void fizzbuzz(Runnable printFizzBuzz) throws InterruptedException { while(num<=n){ if(num%3==0 && num%5==0){ printFizzBuzz.run(); num++; } } }
// printNumber.accept(x) outputs "x", where x is an integer. public void number(IntConsumer printNumber) throws InterruptedException { while(num<=n){ if(num%3!=0 && num%5!=0){ printNumber.accept(num); num++; } } }}
解法二：既然volatile是可以的，那么AtomicInteger原子操作类必然也是可以的（代码几乎完全一致这里就不再演示了）
解法三：synchronized + volatile （我们知道在某一时刻，必然只有一个线程的操作是有意义的，所以我们可以引入synchronized来让其它线程wait(),到时候在notify）
class FizzBuzz { private int n; private volatile int num; private Object lock = new Object();
public FizzBuzz(int n) { this.n = n; }
// printFizz.run() outputs "fizz". public void fizz(Runnable printFizz) throws InterruptedException { synchronized(lock){ while(num<=n){ if(num%3==0 && num%5!=0){ printFizz.run(); num++; lock.notifyAll(); }else{ lock.wait(); } } } }
// printBuzz.run() outputs "buzz". public void buzz(Runnable printBuzz) throws InterruptedException { synchronized(lock){ while(num<=n){ if(num%3!=0 && num%5==0){ printBuzz.run(); num++; lock.notifyAll(); }else{ lock.wait(); } } } }
// printFizzBuzz.run() outputs "fizzbuzz". public void fizzbuzz(Runnable printFizzBuzz) throws InterruptedException { synchronized(lock){ while(num<=n){ if(num%3==0 && num%5==0){ printFizzBuzz.run(); num++; lock.notifyAll(); }else{ lock.wait(); } } } }
// printNumber.accept(x) outputs "x", where x is an integer. public void number(IntConsumer printNumber) throws InterruptedException { synchronized(lock){ while(num<=n){ if(num%3!=0 && num%5!=0){ printNumber.accept(num); num++; lock.notifyAll(); }else{ lock.wait(); } } } }}
解法四：volatile + ReentrantLock （既然synchronized是可以的，那lock必然也是可以的，虽然这两哥几乎也是完全一样的，但是为了复习一下，我们也可以来看看）class FizzBuzz { private int n; private volatile int num; ReentrantLock lock = new ReentrantLock(); Condition condition = lock.newCondition();
public FizzBuzz(int n) { this.n = n; }
// printFizz.run() outputs "fizz". public void fizz(Runnable printFizz) throws InterruptedException { while(num<=n){ lock.lock(); try{ if(num%3==0 && num%5!=0){ printFizz.run(); num++; condition.signalAll(); }else{ condition.await(); } }finally{ lock.unlock(); } } }
// printBuzz.run() outputs "buzz". public void buzz(Runnable printBuzz) throws InterruptedException { while(num<=n){ lock.lock(); try{ if(num%3!=0 && num%5==0){ printBuzz.run(); num++; condition.signalAll(); }else{ condition.await(); } }finally{ lock.unlock(); } } }
// printFizzBuzz.run() outputs "fizzbuzz". public void fizzbuzz(Runnable printFizzBuzz) throws InterruptedException { while(num<=n){ lock.lock(); try{ if(num%3==0 && num%5==0){ printFizzBuzz.run(); num++; condition.signalAll(); }else{ condition.await(); } }finally{ lock.unlock(); } } }
// printNumber.accept(x) outputs "x", where x is an integer. public void number(IntConsumer printNumber) throws InterruptedException { while(num<=n){ lock.lock(); try{ if(num%3!=0 && num%5!=0){ printNumber.accept(num); num++; condition.signalAll(); }else{ condition.await(); } }finally{ lock.unlock(); } } }}
上面的方法都是使用了传统的互斥来解决问题的，现在让我们来使用一些小东西来直接解决问题，那么都有什么呢countDownLatch CyclicBarrier semaphore exchanger
解法五：
private static CyclicBarrier barrier = new CyclicBarrier(4);
public FizzBuzz(int n) { this.n = n; }
// printFizz.run() outputs "fizz". public void fizz(Runnable printFizz) throws InterruptedException { for (int i = 1; i <= n; i++) { if (i % 3 == 0 && i % 5 != 0) { printFizz.run(); } try { barrier.await(); } catch (BrokenBarrierException e) { e.printStackTrace(); } } }
// printBuzz.run() outputs "buzz". public void buzz(Runnable printBuzz) throws InterruptedException { for (int i = 1; i <= n; i++) { if (i % 3 != 0 && i % 5 == 0) { printBuzz.run(); } try { barrier.await(); } catch (BrokenBarrierException e) { e.printStackTrace(); } } }
// printFizzBuzz.run() outputs "fizzbuzz". public void fizzbuzz(Runnable printFizzBuzz) throws InterruptedException { for (int i = 1; i <= n; i++) { if (i % 3 == 0 && i % 5 == 0) { printFizzBuzz.run(); } try { barrier.await(); } catch (BrokenBarrierException e) { e.printStackTrace(); } } }
// printNumber.accept(x) outputs "x", where x is an integer. public void number(IntConsumer printNumber) throws InterruptedException { for (int i = 1; i <= n; i++) { if (i % 3 != 0 && i % 5 != 0) { printNumber.accept(i); } try { barrier.await(); } catch (BrokenBarrierException e) { e.printStackTrace(); } } }