使用 volatile 解决交替打印 FooBar 遇到卡死问题的根本原因是什么？

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多线程交替打印 foobar 遇到卡死问题的解决办法

问题描述

在使用 1115 题「交替打印 foobar」时，打算使用 2 个 volatile boolean 变量控制多线程逻辑，却遇到了卡死在 while 循环中的问题。

问题分析

使用 volatile 变量不会指令重排序，但仍然卡死的原因在于 while 循环造成的「忙等待」。线程持续占用 cpu 资源，导致无法得到满足条件时的唤醒。

解决方案：使用 wait() 和 notify()

为了解决这个问题，可以考虑使用 wait() 和 notify() 方法来实现线程之间的协调。当条件不满足时，线程调用 wait() 方法等待，并释放锁，允许其他线程执行。当条件满足时，线程调用 notifyall() 方法唤醒所有等待的线程。

代码修改示例

以下是使用 wait() 和 notify() 修改后的代码示例：

class FooBar {
    private int n;
    private boolean flag = false;

    public FooBar(int n) {
        this.n = n;
    }

    public synchronized void foo(Runnable printFoo) throws InterruptedException {
        for (int i = 0; i < n; i++) {
            while (flag) {
                wait();
            }
            // printFoo.run() outputs "foo". Do not change or remove this line.
            printFoo.run();
            flag = true;
            notifyAll();
        }
    }

    public synchronized void bar(Runnable printBar) throws InterruptedException {
        for (int i = 0; i < n; i++) {
            while (!flag) {
                wait();
            }
            // printBar.run() outputs "bar". Do not change or remove this line.
            printBar.run();
            flag = false;
            notifyAll();
        }
    }
}

在修改后的代码中，使用 synchronized 关键字确保 foo 和 bar 方法的互斥执行。当条件不满足时，线程调用 wait() 方法等待，并释放锁，让其他线程有机会执行。当条件满足时，线程调用 notifyall() 方法唤醒所有等待的线程。

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