【线程】wait()+notifyAll()实现多个线程交替遍历，输出ABCABC

背景

有三个线程，每个线程分别循环输出A、B、C，各线程循环10次，要求输出结果是ABCABCABC这样的

代码

@Data
public class PrintThread extends Thread {
    private String string;               // 输出的字符串
    private int order;                   // 输出的顺序
    private static Object lock;          // 静态锁对象
    private static volatile int index = 0; // 共享的索引变量

    public PrintThread(String string, int order, Object lock) {
        this.string = string;
        this.order = order;
        this.lock = lock;
    }

    @Override
    public void run() {
        for (int i = 0; i < 10; i++) {
            synchronized (lock) {  // 使用锁对象进行同步
                while (index % 3 != order) {  // 判断是否轮到当前线程输出
                    try {
                        lock.wait();  // 如果不是轮到当前线程输出，则释放锁并等待
                    } catch (InterruptedException e) {
                        e.printStackTrace();
                    }
                }
                try {
                    Thread.sleep(10);  // 模拟输出过程的耗时操作
                } catch (InterruptedException e) {
                    e.printStackTrace();
                }
                index++;  // 修改索引变量，表示下一个线程可以输出了
                System.out.println(string);  // 输出字符串
                lock.notifyAll();  // 唤醒其他等待的线程
            }
        }
    }

    public static void main(String[] args) {
        try {
            Object lock = new Object();  // 创建锁对象
            PrintThread threadA = new PrintThread("A", 0, lock);  // 创建线程A
            PrintThread threadB = new PrintThread("B", 1, lock);  // 创建线程B
            PrintThread threadC = new PrintThread("C", 2, lock);  // 创建线程C
            threadA.start();  // 启动线程A
            threadB.start();  // 启动线程B
            threadC.start();  // 启动线程C
        } catch (Exception e) {
            e.printStackTrace();
        }
    }
}

最后

实际会有这样的场景吗？下面举几个例子

1、假设在一个食堂，有很多人在排队打饭，每个人需要完成以下步骤：先拿餐具，然后拿菜，再拿饭，最后付钱。

2、多线程下载器。当我们下载一个大文件时，可以使用多个线程同时从不同的服务器上下载文件的不同部分，然后将这些部分合并成一个完整的文件。通过多个线程交替遍历不同的服务器，可以提高下载速度，加快文件的下载过程。

3、医院的门诊、机场的登机口、超市的收银台等等。

扩展

除了wait+notifyAll，还有其他的实现方式

1. 使用CountDownLatch：CountDownLatch是一个同步辅助类，可以用于控制一个或多个线程等待其他线程完成操作。它通过一个计数器来实现，线程调用await()方法等待计数器变为0，而其他线程调用countDown()方法来减少计数器的值。当计数器变为0时，等待的线程将被唤醒。

2. 使用CyclicBarrier：CyclicBarrier也是一个同步辅助类，可以用于多个线程之间的同步。它和CountDownLatch类似，都是通过计数器来实现线程的等待和唤醒。不同之处在于，CyclicBarrier的计数器可以重复使用，当计数器减为0时，所有等待的线程都会被唤醒，并且计数器会被重置为初始值。

3. 使用Semaphore：Semaphore是一个计数信号量，可以用来控制同时访问某个资源的线程个数。它维护了一个许可证的计数器，线程可以通过acquire()方法获取许可证，如果计数器大于0，线程可以继续执行；如果计数器为0，线程将被阻塞。线程在使用完资源后，需要调用release()方法释放许可证，使得其他线程可以继续访问资源。

4. 使用Lock和Condition：Lock是一个可重入的互斥锁，可以用来替代synchronized关键字实现线程的同步。Condition是与Lock相关联的条件对象，可以用来实现线程的等待和唤醒。线程可以通过调用await()方法等待条件满足，而其他线程可以通过调用signal()或signalAll()方法来唤醒等待的线程。