【Java】有 A、B、C 三个线程，如何保证三个线程同时执行？在并发情况下，如何保证三个线程依次执行？如何保证三个线程有序交错执行？
在多线程的面试中，经常会遇到三个类似的线程执行问题：
Q1：有 A、B、C 三个线程，如何保证三个线程同时执行？
Q2：有 A、B、C 三个线程，在并发情况下，如何保证三个线程依次执行？
Q3：有 A、B、C 三个线程，如何保证三个线程有序交错执行？
Q1：有 A、B、C 三个线程，如何保证三个线程同时执行？
保证线程同时执行可以用于并发测试。可以使用倒计时锁CountDownLatch实现让三个线程同时执行。代码如下所示：
ExecutorService executorService = Executors.newCachedThreadPool(); CountDownLatch countDownLatch = new CountDownLatch(1); executorService.submit(()->{ try { countDownLatch.await(); } catch (InterruptedException e) { e.printStackTrace(); } System.out.println("线程A执行，执行时间：" + System.currentTimeMillis()); }); executorService.submit(()->{ try { countDownLatch.await(); } catch (InterruptedException e) { e.printStackTrace(); } System.out.println("线程B执行，执行时间：" + System.currentTimeMillis()); }); executorService.submit(()->{ try { countDownLatch.await(); } catch (InterruptedException e) { e.printStackTrace(); } System.out.println("线程C执行，执行时间：" + System.currentTimeMillis()); }); countDownLatch.countDown();
打印内容如下，通过时间可以证明三个线程是同时执行的。
线程A执行，执行时间：1617811258309 线程C执行，执行时间：1617811258309 线程B执行，执行时间：1617811258309
让三个线程同时执行，也可以使用栅栏 CyvlivBarrier 来实现，当三个线程都到达栅栏处，才开始执行。
Q2：有 A、B、C 三个线程，在并发情况下，如何保证三个线程依次执行？
- 用 join 方法
使用 join() 方法可以保证线程的顺序执行。在 Java 中，join() 方法是用来等待一个线程执行完成的方法，当调用某个线程的 join() 方法时，当前线程会被阻塞，直到该线程执行完成后才会继续执行。
具体来说，我们可以在 T1 线程结束时调用 T2 的 join() 方法，这样 T2 就会等待 T1 执行完成后再开始执行；同理，在 T2 结束时调用 T3 的 join() 方法，以确保 T3 在 T2 执行完成后才开始执行。这样就可以保证 T1、T2、T3 按照顺序依次执行。
- 使用CountDownLatch（闭锁）
使用 CountDownLatch（闭锁）方法可以保证线程的顺序执行。CountDownLatch 是一个同步工具类，它可以让某个线程等待多个线程完成各自的工作之后再继续执行。
@Test public void testUseCountDownLatch() { ExecutorService executorService = Executors.newCachedThreadPool(); CountDownLatch aLatch = new CountDownLatch(1); CountDownLatch bLatch = new CountDownLatch(1); CountDownLatch cLatch = new CountDownLatch(1); executorService.submit(() -> { try { aLatch.await(); } catch (InterruptedException e) { e.printStackTrace(); } for (int i = 0; i < 10; i++) { System.out.println("A - " + i); } bLatch.countDown(); }); executorService.submit(() -> { try { bLatch.await(); } catch (InterruptedException e) { e.printStackTrace(); } for (int i = 0; i < 10; i++) { System.out.println("B - " + i); } cLatch.countDown(); }); executorService.submit(() -> { try { cLatch.await(); } catch (InterruptedException e) { e.printStackTrace(); } for (int i = 0; i < 10; i++) { System.out.println("C - " + i); } }); aLatch.countDown(); }
执行结果：
A - 0 A - 1 A - 2 A - 3 A - 4 B - 0 B - 1 B - 2 B - 3 B - 4 C - 0 C - 1 C - 2 C - 3 C - 4
- volatile 使用一个变量进行判断执行哪个线程。没有轮到的线程在不停循环，没有停止线程
private volatile int count = 0; /** * 使用一个变量进行判断执行哪个线程。没有轮到的线程在不停循环，没有停止线程 */ public void useVolatile() { ExecutorService executorService = Executors.newCachedThreadPool(); executorService.submit(() -> { while (true) { if (count == 0) { for (int i = 0; i < 5; i++) { System.out.println("A - " + i); } count = 1; break; } } }); executorService.submit(() -> { while (true) { if (count == 1) { for (int i = 0; i < 5; i++) { System.out.println("B - " + i); } count = 2; break; } } }); executorService.submit(() -> { while (true) { if (count == 2) { for (int i = 0; i < 5; i++) { System.out.println("C - " + i); } count = 3; break; } } }); }
- 使用单个线程池
使用单个线程池可以保证t1、t2、t3顺序执行，因为单个线程池只有一个工作线程，每次只会执行一个任务。我们可以将t1、t2、t3三个任务按照顺序提交给单个线程池，这样就可以确保它们按照顺序依次执行。
Q3：有 A、B、C 三个线程，如何保证三个线程有序交错执行？
实现三个线程交错打印，可以使用ReentrantLock以及3个Condition来实现，代码如下所示：
package com.wangguitang.freedom.interview.concurrent; import java.util.concurrent.locks.Condition; import java.util.concurrent.locks.ReentrantLock; public class ThreeThreadsAlternatePrint { private static final ReentrantLock lock = new ReentrantLock(); private static Condition c1 = lock.newCondition(); private static Condition c2 = lock.newCondition(); private static Condition c3 = lock.newCondition(); public static void main(String[] args) { new Thread(() -> { try { lock.lock(); for (int i = 0; i < 10; i++) { System.out.println("A - " + i); c2.signal(); c1.await(); } } catch (InterruptedException e) { e.printStackTrace(); } finally { lock.unlock(); } }).start(); new Thread(() -> { try { lock.lock(); for (int i = 0; i < 10; i++) { System.out.println("B - " + i); c3.signal(); c2.await(); } } catch (InterruptedException e) { e.printStackTrace(); } finally { lock.unlock(); } }).start(); new Thread(() -> { try { lock.lock(); for (int i = 0; i < 10; i++) { System.out.println("C - " + i); c1.signal(); c3.await(); } } catch (InterruptedException e) { e.printStackTrace(); } finally { lock.unlock(); } }).start(); } }
执行结果：
A - 0 B - 0 C - 0 A - 1 B - 1 C - 1 A - 2 B - 2 C - 2 A - 3 B - 3 C - 3 A - 4 B - 4 C - 4
