java并發(fā)編程學(xué)習(xí)4--線程通信練習(xí)

newsning 發(fā)布于2019-08-15 13:24 / 2448人閱讀

摘要：?jiǎn)栴}的描述啟動(dòng)個(gè)線程打印遞增的數(shù)字線程先打印然后是線程打印然后是線程打印接著再由線程打印以此類推直到打印到程序的輸出結(jié)果應(yīng)該為線程線程線程線程線程線程線程線程線程線程線程線程線程線程線程代碼實(shí)現(xiàn)使用原始的定義線程組一二三線程運(yùn)行狀態(tài)馬上執(zhí)行

【問題的描述：

啟動(dòng)3個(gè)線程打印遞增的數(shù)字, 線程1先打印1,2,3,4,5, 然后是線程2打印6,7,8,9,10, 然后是線程3打印11,12,13,14,15. 接著再由線程1打印16,17,18,19,20....以此類推, 直到打印到75. 程序的輸出結(jié)果應(yīng)該為:

線程1: 1
線程1: 2
線程1: 3
線程1: 4
線程1: 5

線程2: 6
線程2: 7
線程2: 8
線程2: 9
線程2: 10
...
線程3: 71
線程3: 72
線程3: 73
線程3: 74
線程3: 75

【代碼實(shí)現(xiàn)

import java.util.ArrayList;
import java.util.List;

/**
 * Created by ibm on 2017/8/8.
 */
public class ClassicTest {

    //使用原始的synchornized object.wait() object.notify()
    public static void main(String[] args) {
        //定義線程組
        List threadGroups = new ArrayList<>();
        Counter counter = new Counter();
        MyThread t1 = new MyThread(1,"一",counter,threadGroups);
        MyThread t2 = new MyThread(2,"二",counter,threadGroups);
        MyThread t3 = new MyThread(2,"三",counter,threadGroups);
        threadGroups.add(t1);
        threadGroups.add(t2);
        threadGroups.add(t3);
        new Thread(t1).start();
        new Thread(t2).start();
        new Thread(t3).start();
    }
}

class MyThread implements Runnable{
    //線程運(yùn)行狀態(tài) 1馬上執(zhí)行，2阻塞
    public int status;
    //線程名字
    public String name;
    //計(jì)數(shù)器
    public Counter counter;
    //線程組
    public List threads = new ArrayList<>();

    public MyThread(int status,String name,Counter counter,List threads){
        this.status = status;
        this.name = name;
        this.counter = counter;
        this.threads = threads;
    }

    @Override
    public void run() {
        System.out.println(name + " GET " + status);
        synchronized (counter){
            while (!counter.isEnd()){
                //判斷是否該自己執(zhí)行，切記使用while,因?yàn)槿绻谘h(huán)的等待過程中status有所變化，這里需要再次判斷
                while (status != 1){
                    try {
                        counter.wait();
                    } catch (InterruptedException e) {
                        e.printStackTrace();
                    }
                }
                for(int i = 0;i < 5 ;i ++){
                    System.out.println(name + ":" + counter.get());
                    counter.increase();
                }
                //狀態(tài)進(jìn)入阻塞狀態(tài)，并設(shè)置下一個(gè)可以運(yùn)行的線程
                status = 2;
                setNext();
                counter.notifyAll();
                System.out.println("----");
            }
        }
    }

    void setNext(){
        //當(dāng)前線程在線程組的索引
        int index = 0;
        for(index = 0;index < threads.size();index++){
            if(name.equals(threads.get(index).name)){
                break;
            }
        }
        if(index == (threads.size() - 1)){
            threads.get(0).status = 1;
        }else {
            threads.get(index + 1).status = 1;
        }
    }
}

class Counter{

    int num = 1;
    int end = 75;

    public int get(){
        return num;
    }
    public void increase(){
        if(isEnd()){
            System.out.println("num超過限制");
            return;
        }
        num++;
    }
    public boolean isEnd(){
        if(num >= end){
            return true;
        }
        return false;
    }
}

【后面兩種解法來源網(wǎng)絡(luò)：

1.使用synchronized關(guān)鍵字：

public class ClassicTest1  {
    // n為即將打印的數(shù)字
    private static int n = 1;
    // state=1表示將由線程1打印數(shù)字, state=2表示將由線程2打印數(shù)字, state=3表示將由線程3打印數(shù)字
    private static int state = 1;

    public static void main(String[] args) {
        final ClassicTest1 pn = new ClassicTest1();
        new Thread(new Runnable() {
            public void run() {
                // 3個(gè)線程打印75個(gè)數(shù)字, 單個(gè)線程每次打印5個(gè)連續(xù)數(shù)字, 因此每個(gè)線程只需執(zhí)行5次打印任務(wù). 3*5*5=75
                for (int i = 0; i < 5; i++) {
                    // 3個(gè)線程都使用pn對(duì)象做鎖, 以保證每個(gè)交替期間只有一個(gè)線程在打印
                    synchronized (pn) {
                        // 如果state!=1, 說明此時(shí)尚未輪到線程1打印, 線程1將調(diào)用pn的wait()方法, 直到下次被喚醒
                        while (state != 1)
                            try {
                                pn.wait();
                            } catch (InterruptedException e) {
                                e.printStackTrace();
                            }
                        // 當(dāng)state=1時(shí), 輪到線程1打印5次數(shù)字
                        for (int j = 0; j < 5; j++) {
                            // 打印一次后n自增
                            System.out.println(Thread.currentThread().getName()
                                    + ": " + n++);
                        }
                        System.out.println();
                        // 線程1打印完成后, 將state賦值為2, 表示接下來將輪到線程2打印
                        state = 2;
                        // notifyAll()方法喚醒在pn上wait的線程2和線程3, 同時(shí)線程1將退出同步代碼塊, 釋放pn鎖.
                        // 因此3個(gè)線程將再次競(jìng)爭(zhēng)pn鎖
                        // 假如線程1或線程3競(jìng)爭(zhēng)到資源, 由于state不為1或3, 線程1或線程3將很快再次wait, 釋放出剛到手的pn鎖.
                        // 只有線程2可以通過state判定, 所以線程2一定是執(zhí)行下次打印任務(wù)的線程.
                        // 對(duì)于線程2來說, 獲得鎖的道路也許是曲折的, 但前途一定是光明的.
                        pn.notifyAll();
                    }
                }
            }
        }, "線程1").start();

        new Thread(new Runnable() {
            public void run() {
                for (int i = 0; i < 5; i++) {
                    synchronized (pn) {
                        while (state != 2)
                            try {
                                pn.wait();
                            } catch (InterruptedException e) {
                                e.printStackTrace();
                            }
                        for (int j = 0; j < 5; j++) {
                            System.out.println(Thread.currentThread().getName()
                                    + ": " + n++);
                        }
                        System.out.println();
                        state = 3;
                        pn.notifyAll();
                    }
                }
            }
        }, "線程2").start();

        new Thread(new Runnable() {
            public void run() {
                for (int i = 0; i < 5; i++) {
                    synchronized (pn) {
                        while (state != 3)
                            try {
                                pn.wait();
                            } catch (InterruptedException e) {
                                e.printStackTrace();
                            }
                        for (int j = 0; j < 5; j++) {
                            System.out.println(Thread.currentThread().getName()
                                    + ": " + n++);
                        }
                        System.out.println();
                        state = 1;
                        pn.notifyAll();
                    }
                }
            }
        }, "線程3").start();
    }
}

2.使用condition與lock

public class ClassicTest2 implements Runnable {
    private int state = 1;
    private int n = 1;
    // 使用lock做鎖
    private ReentrantLock lock = new ReentrantLock();
    // 獲得lock鎖的3個(gè)分支條件
    private Condition c1 = lock.newCondition();
    private Condition c2 = lock.newCondition();
    private Condition c3 = lock.newCondition();

    @Override
    public void run() {
        new Thread(new Runnable() {
            public void run() {
                for (int i = 0; i < 5; i++) {
                    try {
                        // 線程1獲得lock鎖后, 其他線程將無法進(jìn)入需要lock鎖的代碼塊.
                        // 在lock.lock()和lock.unlock()之間的代碼相當(dāng)于使用了synchronized(lock){}
                        lock.lock();
                        while (state != 1)
                            try {
                                // 線程1競(jìng)爭(zhēng)到了lock, 但是發(fā)現(xiàn)state不為1, 說明此時(shí)還未輪到線程1打印.
                                // 因此線程1將在c1上wait
                                // 與解法一不同的是, 三個(gè)線程并非在同一個(gè)對(duì)象上wait, 也不由同一個(gè)對(duì)象喚醒
                                c1.await();
                            } catch (InterruptedException e) {
                                e.printStackTrace();
                            }
                        // 如果線程1競(jìng)爭(zhēng)到了lock, 也通過了state判定, 將執(zhí)行打印任務(wù)
                        for (int j = 0; j < 5; j++) {
                            System.out.println(Thread.currentThread().getName()
                                    + ": " + n++);
                        }
                        System.out.println();
                        // 打印完成后將state賦值為2, 表示下一次的打印任務(wù)將由線程2執(zhí)行
                        state = 2;
                        // 喚醒在c2分支上wait的線程2
                        c2.signal();
                    } finally {
                        // 打印任務(wù)執(zhí)行完成后需要確保鎖被釋放, 因此將釋放鎖的代碼放在finally中
                        lock.unlock();
                    }
                }
            }
        }, "線程1").start();

        new Thread(new Runnable() {
            public void run() {
                for (int i = 0; i < 5; i++) {
                    try {
                        lock.lock();
                        while (state != 2)
                            try {
                                c2.await();
                            } catch (InterruptedException e) {
                                e.printStackTrace();
                            }
                        for (int j = 0; j < 5; j++) {
                            System.out.println(Thread.currentThread().getName()
                                    + ": " + n++);
                        }
                        System.out.println();
                        state = 3;
                        c3.signal();
                    } finally {
                        lock.unlock();
                    }
                }
            }
        }, "線程2").start();

        new Thread(new Runnable() {
            public void run() {
                for (int i = 0; i < 5; i++) {
                    try {

                        lock.lock();
                        while (state != 3)
                            try {
                                c3.await();
                            } catch (InterruptedException e) {
                                e.printStackTrace();
                            }
                        for (int j = 0; j < 5; j++) {
                            System.out.println(Thread.currentThread().getName()
                                    + ": " + n++);
                        }
                        System.out.println();
                        state = 1;
                        c1.signal();
                    } finally {
                        lock.unlock();
                    }
                }
            }
        }, "線程3").start();
    }

    public static void main(String[] args) {
        new ClassicTest2().run();
    }
}

云服務(wù)器 GPU云服務(wù)器 java多線程并發(fā) java線程并發(fā)運(yùn)行 java線程并發(fā)解決 java線程并發(fā)例子

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