Как сделать поочередное выполнение методов?

Question

Я, через Lock и Condition хотел сделать так, чтобы потоки выполнялись по очереди. Сначала 1-й, потом 2-й, потом опять 1-й, 2-й и так далее. Я пытался сделать следующим образом и в целом как бы понятно почему это не работает, но не понятно как изменить это, чтобы работало.

class SomeClass {
    static Lock lock = new ReentrantLock(true);
    static Condition condition  = lock.newCondition();
    static Condition condition1  = lock.newCondition();
    public void firstMethod() throws InterruptedException, BrokenBarrierException {
        while (true) {
            lock.lock();
            condition.await();
            System.out.println("firstMethod");
            System.out.println("firstMethod 1");
            System.out.println("firstMethod 2");
            System.out.println("secondMethod 3");
            condition1.signal();
            lock.unlock();
        }
    }

    public void secondMethod() throws InterruptedException, BrokenBarrierException {
        while (true) {
            lock.lock();
            System.err.println("secondMethod");
            System.err.println("secondMethod 1");
            System.err.println("secondMethod 2");
            System.err.println("secondMethod 3");
            condition.signal();
            condition1.await();
            lock.unlock();
        }
    }
}

public class LockExample {
    public static void main(String[] args) throws InterruptedException {
        SomeClass sm = new SomeClass();
        Thread th = new Thread(() -> {
           try {
               sm.firstMethod();
           } catch (InterruptedException | BrokenBarrierException e) {
               e.printStackTrace();
           }
        });

        Thread th2 = new Thread(() -> {
            try {
                sm.secondMethod();
            } catch (InterruptedException | BrokenBarrierException e) {
                e.printStackTrace();
            }
        });

        th.start();
        th2.start();
    }
}

Answer 1

Тут есть несколько проблем.

Первая, это опечатка в firstMethod. Он выдает себя за второй поток тут:

System.out.println("firstMethod 2");
System.out.println("secondMethod 3");

Следующая проблема - это использования двух разных потоков вывода System.out и System.err. В зависимости от того, как вы запускаете вашу программу, где-то будет происходить слияние этих потоков вывода в один. Это может делать IDE если вывод идет в одну консоль, или если запускаете из терминала, то терминал. При этом там может быть буферизация и вывод в финальное место (после слияния) будет не в том порядке, в котором потоки выполнения писали в потоки вывода.

Чтоб устранить эту проблему, нужно использовать один поток вывода для обоих потоков выполнения.

И наконец, собственно проблема с многопоточностью и использованием Condition. Эта реализация не работает, потому что возможна такая последовательность исполнения:

оба потока заходят в цикл
secondMethod захватывает лок
secondMethod пишет консоль
secondMethod посылает сигнал condition.signal()

Проблема в том, что firstMethod в это время не ждал в методе condition.await и сигнал от второго потока будет пропущен. Теперь два потока будут вечно ждать: firstMethod на condition.wait, а secondMethod на condition1.wait и у нас получился deadlock.

Решить это можно так, чтоб поток не продолжал выполнение, пока второй не дойдет до определенной точки. Это можно сделать с помощью CyclicBarrier:

class SomeClass {
    static CyclicBarrier secondCanRun = new CyclicBarrier(2);
    static CyclicBarrier firstCanRun = new CyclicBarrier(2);
    public void firstMethod() throws InterruptedException, BrokenBarrierException {
        while (true) {
            firstCanRun.await();
            System.out.println("firstMethod");
            System.out.println("firstMethod 1");
            System.out.println("firstMethod 2");
            System.out.println("firstMethod 3");
            secondCanRun.await();
        }
    }

    public void secondMethod() throws InterruptedException, BrokenBarrierException {
        firstCanRun.await();
        while (true) {
            secondCanRun.await();
            System.out.println("secondMethod");
            System.out.println("secondMethod 1");
            System.out.println("secondMethod 2");
            System.out.println("secondMethod 3");
            firstCanRun.await();
        }
    }
}

Тут в точках firstCanRun.await() и secondCanRun.await() потоки будут ждать друг друга.

Answer 2

Еще один способ, но встроенными инструментами java:

class SomeClass2 {
    static boolean run = true;
    public void firstMethod() throws InterruptedException, BrokenBarrierException {
        while (true) {
            synchronized (this) {
                while (!run) {
                    wait();
                }
                System.out.println("first");
                run = false;
                notify();
            }
        }
    }

    public void secondMethod() throws InterruptedException, BrokenBarrierException {
        while (true) {
            synchronized (this) {
                while (run) {
                    wait();
                }
                System.out.println("second");
                run = true;
                notify();
            }
        }
    }
}

БЛОГ НА HUSL

Как сделать поочередное выполнение методов?

Ответы (2 шт):