Java关于多线程轮次输出5个数将1-60打印到控制台的问题

Question

主函数部分：
public class Demo {
    public static void main(String[] args) {
        //创建打印数字类的对象
        PrintNum pn = new PrintNum();


        //以pn为参数创建三个线程
        //分别命名为1号、2号、3号
        Thread t1 = new Thread(pn, "1号");
        Thread t2 = new Thread(pn, "2号");
        Thread t3 = new Thread(pn, "3号");

        //启动线程
        t1.start();
        t2.start();
        t3.start();

    }
}

PrintNum类部分：
public class PrintNum implements Runnable {
    //num表示第n个数
    private int num = 1;
    //state用来作为某一线程是否需要wait的标志
    private String state = "1号";
    //N用来选择线程1还是线程2还是线程3
    int N = 1;

    public int getN() {
        return N;
    }

    public void setN(int n) {
        N = n;
    }

    public String getState() {
        return state;
    }

    public void setState(String state) {
        this.state = state;
    }

    @Override
    public void run() {
       while (true) {
           if(this.num<=60) {
               if (getN() == 1) {
                   printnum1();
                   setN(2);
               } else if (getN() == 2) {
                   printnum2();
                   setN(3);
               } else if (getN() == 3) {
                   printnum3();
                   setN(1);
               }
           }else{
                break;
            }
        }
    }



    //线程1的内容
    public synchronized void printnum1() {
        if(!(getState().equals("1号"))){
            try {
                wait();
            } catch (InterruptedException e) {
                e.printStackTrace();
            }
        }
        int num;
        for (num=this.num; this.num <= num + 4; this.num++) {
            if (this.num <= 60) {
                System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "线程：" + this.num);
            }
        }

        //将状态设置为线程2
        setState("2号");

        //唤醒线程
        notifyAll();
    }

    //线程2的内容
    public synchronized void printnum2(){
        if(!(getState().equals("2号"))){
            try {
                wait();
            } catch (InterruptedException e) {
                e.printStackTrace();
            }
        }
        int num;
        for (num=this.num; this.num <= num + 4; this.num++) {
            if (this.num <= 60) {
                System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "线程：" + this.num);
            }
        }

        //将状态设置为线程3
        setState("3号");

        //唤醒线程
        notifyAll();
    }

    //线程3的内容
    public synchronized void printnum3(){
        if(!(getState().equals("3号"))){
            try {
                wait();
            } catch (InterruptedException e) {
                e.printStackTrace();
            }
        }
        int num;
        for (num=this.num; this.num <= num + 4; this.num++) {
            if (this.num <= 60) {
                System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "线程：" + this.num);
            }
        }

        //将状态设置为线程1
        setState("1号");

        //唤醒线程
        notifyAll();
    }
}

1号线程：1
1号线程：2
1号线程：3
1号线程：4
1号线程：5
1号线程：6
1号线程：7
1号线程：8
1号线程：9
1号线程：10
1号线程：11
1号线程：12
1号线程：13
1号线程：14
1号线程：15
1号线程：16
1号线程：17
1号线程：18
1号线程：19
1号线程：20
1号线程：21
1号线程：22
1号线程：23
1号线程：24
1号线程：25
1号线程：26
1号线程：27
1号线程：28
1号线程：29
1号线程：30
1号线程：31
1号线程：32
1号线程：33
1号线程：34
1号线程：35
1号线程：36
1号线程：37
1号线程：38
1号线程：39
1号线程：40
1号线程：41
1号线程：42
1号线程：43
1号线程：44
1号线程：45
1号线程：46
1号线程：47
1号线程：48
1号线程：49
1号线程：50
1号线程：51
1号线程：52
1号线程：53
1号线程：54
1号线程：55
1号线程：56
1号线程：57
1号线程：58
1号线程：59
1号线程：60

结果输出的全是线程一的1-60，而且没有使进程停止。

我的理解是：
       一开始因为有int N = 1;所以run（）里执行的是 if (getN() == 1) 的代码块，
里面则是调用的同步方法快printnum1()，因为是线程t1先开始所以应该由它抢到执行权，
当完成前5个打印语句后，将state改为"2号"，N改为2，那么这个while循环应该要重新循环了，并且应该直接去if (getN() == 2)的代码块才对。
    此时却仍然是Thread.currentThread().getName()为1号。

    因此我第一个疑惑是为什么一直是1个线程在抢执行权，但是其他两个没有动？ 

    而当最后一个for循环结束前应该也会有this.num++的动作才对，这样才可以在run（）里执行break语句，可是并没有退出循环。

    因此我第二个疑惑是程序没有直接退结束，而是一直处于调试状态的原因究竟是为何呢？

 

请大神们给一个解决方法的思路，谢谢！

 

 

 

Answer 1

引用题主这句话

当完成前5个打印语句后，将state改为"2号"，N改为2，那么这个while循环应该要重新循环了，并且应该直接去if (getN() == 2)的代码块才对。
    此时却仍然是Thread.currentThread().getName()为1号。

这是有问题的，当n改为2，也只有1号线程开始第二轮循环，2号和3号线程还阻塞在printnum1方法那刚刚准备从阻塞切换为就绪状态呢，等这两个线程切换为就绪状态，cpu也给了时间片，可以重新抢占锁的时候  线程1已经挨个把60个数打印完了，这当然取决于电脑的运算速度，题主不妨把循环次数调大到几千，这个时候应该就能看到2号和3号线程打印数了，，，

至于第二个问题，实际上你多运行几次可能就能正常退出了，假设有一次上下文切换给力了，在1号线程打印完5个数后，2号侥幸拿到了锁，进入了printnum1方法，但是发现state不是预期值，于是就wait了把锁让了出来  1号和3号再次抢占锁，很不幸1号没抢到（如果1号抢到了锁就会继续打印，因为state的值全是1号线程在改变，所以他但凡抢到锁就能畅通无阻打印），3号抢到了，和2号的结局一样，state不是它想要的，继续wait，此时1号线程在等着抢占锁的队列，而2号刚刚被3号唤醒，正准备跻身1号线程所在队列，相比1号失去先机，1号继续打印，等到1号打印完，再次唤醒他们，这个时候num已经61了，2号3号相继灰溜溜退出printnum1方法，这样就能正常退出方法了，题主说的没有退出方法的时候，多半是2号和3号在1号打印完60个数前根本没获取到锁，等到1号已经退出while循环，2号进入printnum1,然后wait，3号也进入printnum1，继续wait，两个线程就wait在哪了，也没有进程去唤醒他们了，所以持续就永远被这两个线程托在那里了

如果要验证，题主不妨在run方法break前面打印一下，再在printnum1方法第一句打印谁抢到了锁

上述均为个人理解，有误请帮忙勘误哈哈哈