Java高阶面试:如何实现三个线程交替循环打印

问题：如何实现三个线程循环交替打印？

示例：线程1打印A，线程2打印B，线程3打印C，要求交替打印，并且可以循环打印。
要求输出结果：ABCABCABC

这道题的难度是五颗星，在面试中也会经常遇到，如果是第一次见到这道题，很难在短时间内想出合理的解决方案。

如果只要求交替打印一次的话，实现比较简单，可以用Thread.join()方法，一个线程等待另一个线程执行完成。 现在要求循环打印，就涉及线程间通信，必须要用到锁，一把锁肯定不够用。

例如线程1释放锁之后，线程2和线程3都可能获取到锁，是随机的，现在要求必须是线程2获取到锁，所以需要三把锁。

• 执行过程：
  线程1获取A锁，打印A，释放B锁；
  线程2获取B锁，打印B，释放C锁；
  线程3获取C锁，打印C，释放A锁；
  循环执行；

可以用Synchronized或者ReentrantLock实现，不过它们不能控制线程启动后的执行顺序。因为三个线程启动后，都等待CPU调度执行，而CPU调度的顺序又是随机的，所以不能保证线程1先执行。

有个可以控制线程启动后执行顺序，又简单的实现方式，就是用Semaphore（信号量），它可以控制共享资源的访问个数。

使用方式：

1. 初始化的时候，指定共享资源的个数

// 初始化一个资源
Semaphore semaphore = new Semaphore(1);

2. 获取资源，获取资源后，semaphore资源个数减1，变成0，其他线程再获取资源的时候就会阻塞等待

semaphore.acquire();

3. 释放资源，semaphore资源个数加1，其他阻塞的线程就可以获取到资源了

semaphore.release();

代码实现：

/**
 * @author yideng
 * @apiNote 三个线程循环打印
 */
public class CirclePrint {

    static class ThreadDemo extends Thread {

        private Semaphore current;
        private Semaphore next;
        private String name;

        /**
         * 构造方法
         * @param current 要获取的当前锁
         * @param next    要释放的下一把锁
         * @param name    打印内容
         */
        public ThreadDemo(Semaphore current, Semaphore next, String name) {
            this.current = current;
            this.next = next;
            this.name = name;
        }

        @Override
        public void run() {
            for (int i = 0; i < 5; i++) {
                try {
                    // 获取当前锁，然后打印
                    current.acquire();
                    System.out.print(name);
                } catch (InterruptedException e) {
                    e.printStackTrace();
                }
                // 释放下一把锁
                next.release();
            }
        }
    }

    public static void main(String[] args) {
        // 初始化三把锁，只有A锁是可用的
        Semaphore A = new Semaphore(1);
        Semaphore B = new Semaphore(0);
        Semaphore C = new Semaphore(0);

        // 创建并启动三个线程，线程1获取A锁，释放B锁
        new ThreadDemo(A, B, "A").start();
        // 线程2获取B锁，释放C锁
        new ThreadDemo(B, C, "B").start();
        // 线程3获取C锁，释放A锁
        new ThreadDemo(C, A, "C").start();
    }
}

输出结果：

ABCABCABCABCABC

你觉得怎么样？有更简单的解决方案吗？