题目

编写一个可以从 1 到 n 输出代表这个数字的字符串的程序，但是：

• 如果这个数字可以被 3 整除，输出 "fizz"。
• 如果这个数字可以被 5 整除，输出 "buzz"。
• 如果这个数字可以同时被 3 和 5 整除，输出 "fizzbuzz"。

例如，当 n = 15，输出： 1, 2, fizz, 4, buzz, fizz, 7, 8, fizz, buzz, 11, fizz, 13, 14, fizzbuzz。

假设有这么一个类：

class FizzBuzz {
  public FizzBuzz(int n) { ... }               // constructor
  public void fizz(printFizz) { ... }          // only output "fizz"
  public void buzz(printBuzz) { ... }          // only output "buzz"
  public void fizzbuzz(printFizzBuzz) { ... }  // only output "fizzbuzz"
  public void number(printNumber) { ... }      // only output the numbers
}

请你实现一个有四个线程的多线程版 FizzBuzz， 同一个 FizzBuzz 实例会被如下四个线程使用：

1. 线程A将调用 fizz() 来判断是否能被 3 整除，如果可以，则输出 fizz。
2. 线程B将调用 buzz() 来判断是否能被 5 整除，如果可以，则输出 buzz。
3. 线程C将调用 fizzbuzz() 来判断是否同时能被 3 和 5 整除，如果可以，则输出 fizzbuzz。
4. 线程D将调用 number() 来实现输出既不能被 3 整除也不能被 5 整除的数字。

提示：

• 本题已经提供了打印字符串的相关方法，如 printFizz() 等，具体方法名请参考答题模板中的注释部分。

题解

class FizzBuzz {
    private final int n;
    private boolean isEnable = true;
    Semaphore fizz = new Semaphore(1);
    Semaphore buzz = new Semaphore(1);
    Semaphore fizzbuzz = new Semaphore(1);
    Semaphore number = new Semaphore(1);

    public FizzBuzz(int n) {
        this.n = n;
        try {
            // 初始化时 让3、5、3&5等待
            fizz.acquire();
            buzz.acquire();
            fizzbuzz.acquire();
        } catch (InterruptedException e) {

        }
    }

    // printFizz.run() outputs "fizz".
    public void fizz(Runnable printFizz) throws InterruptedException {
        while (true) {
            this.fizz.acquire();
            if (!this.isEnable) {
                break;
            }
            printFizz.run();
            this.number.release();
        }
    }

    // printBuzz.run() outputs "buzz".
    public void buzz(Runnable printBuzz) throws InterruptedException {
        while (true) {
            this.buzz.acquire();
            if (!this.isEnable) {
                break;
            }
            printBuzz.run();
            this.number.release();
        }
    }

    // printFizzBuzz.run() outputs "fizzbuzz".
    public void fizzbuzz(Runnable printFizzBuzz) throws InterruptedException {
        while (true) {
            this.fizzbuzz.acquire();
            if (!this.isEnable) {
                break;
            }
            printFizzBuzz.run();
            this.number.release();
        }
    }

    // printNumber.accept(x) outputs "x", where x is an integer.
    public void number(IntConsumer printNumber) throws InterruptedException {
        for (int i = 1; i <= n; i++) {
            this.number.acquire();
            if (i % 3 == 0 && i % 5 == 0) {
                this.fizzbuzz.release();
            } else if (i % 3 == 0) {
                this.fizz.release();
            } else if (i % 5 == 0) {
                this.buzz.release();
            } else {
                printNumber.accept(i);
                this.number.release();
            }
        }

        // 无论是哪一个数字打印都会释放一个普通数字信号量 等待其他线程打印完成
        this.number.acquire();
        // 结束标识
        this.isEnable = false;
        // 跳出循环
        this.buzz.release();
        this.fizz.release();
        this.fizzbuzz.release();
    }
}