Java模拟赛跑过程

Java并发面试中的一个经典问题——手写代码模拟赛跑过程。该问题考查CountDownLatch的用法，比Java实现生产者-消费者模型的考查更直接：

• 对Java并发模型的理解
• 对Java并发编程接口（CountDownLatch）的熟练程度
• 简化问题的能力
• bug free
• coding style

JDK版本：oracle java 1.8.0_102

需要注意是“简化问题的能力”。建议读者在继续阅读之前，自己先实现一个版本，之后再与文中的代码比较，看哪种思路更简洁，实现更美观。

需求

问题很经典，则需求概括如下：

• 所有选手就位后，裁判鸣枪开始比赛
• 选手到达终点或中途退赛后，记录成绩
• 所有选手都已记录成绩后，结束比赛

再次建议读者自己先实现一个版本，再继续阅读。

设计 && 实现

设计

题目描述很清晰，现简化需求并设计如下：

选手逐渐就位 -> 开始比赛 -> 选手逐渐跑到终点或发生异常 -> 比赛结束

在三个连接处各使用一个CountDownLatch即可。

实现

三个连接处分别命名为ready、start、end，参赛者数量racerCnt，则：

public class Race {

  public static void race(int racerCnt) throws InterruptedException {
    CountDownLatch ready = new CountDownLatch(racerCnt);
    CountDownLatch start = new CountDownLatch(1);
    CountDownLatch end = new CountDownLatch(racerCnt);

    for (int i = 0; i < racerCnt; i++) {
      final int racerNo = i;
      new Thread(new Runnable() {
        @Override
        public void run() {
          System.out.println("ready: " + racerNo);
          ready.countDown();
          try {
            start.await();
            System.out.println("start: " + racerNo);
          } catch (InterruptedException e) {
            System.out.println("I am hurt, and have to interrupt the race...");
            Thread.currentThread().interrupt();
          } finally {
            System.out.println("end: " + racerNo);
            end.countDown();
          }
        }
      }).start();
    }

    ready.await();
    System.out.println("********************** all ready!!! **********************");
    System.out.println("********************** will start soon **********************");
    start.countDown();
    end.await();
    System.out.println("********************** all end!!! **********************");
  }

  public static void main(String[] args) throws InterruptedException {
    race(5);
  }
}

选择一个比较乱的输出：

ready: 1
ready: 0
ready: 2
ready: 3
ready: 4
********************** all ready!!! **********************
********************** will start soon **********************
start: 1
start: 2
start: 3
end: 3
start: 0
end: 0
end: 2
end: 1
start: 4
end: 4
********************** all end!!! **********************

很明显：第一名是3号选手；最后一名是4号选手；3号跑完的时候，0号还没有开跑。

总结

用CountDownLatch模拟赛跑过程虽然简单，但能简洁、美观的实现却不容易，很考验面试者简化问题的能力。

赏

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