门 | GATE CS 2013 |问题30

这是一道关于多线程和同步的问题，需要考虑竞争条件以及线程同步机制。问题如下：

有一个门，它有两个状态，即打开和关闭。每个状态都有一个计数器来记录门的使用次数。另外，门还有一个锁和两个条件变量，用于线程同步。

门有两个操作：打开和关闭。每次打开和关闭门都需要先锁定门，完成操作后再释放门。进入门的线程需要等待门处于打开状态才能进入，出门线程需要等待门处于关闭状态才能出门。多个进入和出门线程可能同时竞争使用门。

以下是门的实现代码：

class Door {
    private boolean isOpen = false;
    private int enterCount = 0;
    private int exitCount = 0;
    private Lock lock = new ReentrantLock();
    private Condition opened = lock.newCondition();
    private Condition closed = lock.newCondition();

    public void enter() throws InterruptedException {
        lock.lock();
        try{
            while(isOpen == false){
                opened.await();
            }
            enterCount++;
        } finally {
            lock.unlock();
        }
    }

    public void exit() throws InterruptedException {
        lock.lock();
        try{
            while(isOpen == true){
                closed.await();
            }
            exitCount++;
        } finally {
            lock.unlock();
        }
    }

    public void open() {
        lock.lock();
        try{
            isOpen = true;
            opened.signalAll();
        } finally {
            lock.unlock();
        }
    }

    public void close() {
        lock.lock();
        try{
            isOpen = false;
            closed.signalAll();
        } finally {
            lock.unlock();
        }
    }

    public int getEnterCount() {
        return enterCount;
    }

    public int getExitCount() {
        return exitCount;
    }
}

这里使用了重入锁和条件变量来保证线程的同步。注意到这里需要使用signalAll()来唤醒所有在等待队列中的线程，防止出现死锁。

这个实现对竞争条件进行了保护，保证了多个线程同时使用门的正确性。