leetcode多线程之如何解决交替打印FooBar问题
问题背景
FooBar问题是一个经典的多线程编程问题。假设有两个线程,一个线程打印字符串"Foo",另一个线程打印字符串"Bar"。要求这两个线程交替打印,即先打印一个"Foo",再打印一个"Bar",以此类推。要求实现一个机制,使得两个线程能够协调工作,交替打印出正确的结果。
解决方案
解决FooBar问题的一种常用的方法是使用条件变量(Condition Variable),它可以实现线程之间的等待和通知机制。下面将介绍具体的解决方案:
方案一:使用条件变量和互斥锁
1. 定义两个全局变量,一个表示当前需要打印的字符串("Foo"或"Bar"),另一个用于同步线程的条件变量。
std::mutex mtx;
std::condition_variable cv;
bool isFoo = true;
2. 创建一个打印Foo的线程和一个打印Bar的线程,分别调用printFoo()和printBar()函数。
3. 在printFoo()函数中,使用一个循环,每次循环开始都先获取互斥锁,并判断当前需要打印的字符串是否是"Foo",如果不是,则进入等待状态,直到条件变量通知该线程继续执行。如果是,打印出"Foo",将全局变量isFoo设置为false,并通知等待的线程。
4. 在printBar()函数中,同样使用一个循环,判断当前需要打印的字符串是否是"Bar",如果不是,则进入等待状态,直到条件变量通知该线程继续执行。如果是,打印出"Bar",将全局变量isFoo设置为true,并通知等待的线程。
通过以上的步骤,就可以实现两个线程的交替打印,符合问题要求。
方案二:使用信号量
另一种解决FooBar问题的方法是使用信号量(Semaphore),信号量是一种常用的同步原语。以下是具体的解决方案:
1. 首先,定义两个全局计数器,分别表示可用资源的数量。初始化时,Foo的计数器设置为1,Bar的计数器设置为0。
int fooCount = 1;
int barCount = 0;
2. 创建一个打印Foo的线程和一个打印Bar的线程,分别调用printFoo()和printBar()函数。
3. 在printFoo()函数中,使用一个循环,先通过P操作(占用资源)等待fooCount大于0,然后打印"Foo",并通过V操作(释放资源)增加barCount的值。如果需要连续打印多个"Foo",可以使用一个循环来控制。
4. 在printBar()函数中,同样使用一个循环,先通过P操作等待barCount大于0,然后打印"Bar",并通过V操作增加fooCount的值。同样,如果需要连续打印多个"Bar",可以使用一个循环来控制。
通过以上的步骤,就可以实现两个线程的交替打印。
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