java并发编程学习3--线程通信练习
来源:互联网 发布:网络最污内涵词语 编辑:程序博客网 时间:2024/06/07 17:16
【问题的描述: 启动3个线程打印递增的数字, 线程1先打印1,2,3,4,5, 然后是线程2打印6,7,8,9,10, 然后是线程3打印11,12,13,14,15. 接着再由线程1打印16,17,18,19,20....以此类推, 直到打印到75. 程序的输出结果应该为: 线程1: 1 线程1: 2 线程1: 3 线程1: 4 线程1: 5 线程2: 6 线程2: 7 线程2: 8 线程2: 9 线程2: 10 ... 线程3: 71 线程3: 72 线程3: 73 线程3: 74 线程3: 75
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) { //定义线程组 List<MyThread> 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{ //线程运行状态 1马上执行,2阻塞 public int status; //线程名字 public String name; //计数器 public Counter counter; //线程组 public List<MyThread> threads = new ArrayList<>(); public MyThread(int status,String name,Counter counter,List<MyThread> 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()){ //判断是否该自己执行,切记使用while,因为如果在循环的等待过程中status有所变化,这里需要再次判断 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(); } //状态进入阻塞状态,并设置下一个可以运行的线程 status = 2; setNext();
counter.notifyAll(); System.out.println("----"); } } } void setNext(){ //当前线程在线程组的索引 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超过限制"); return; } num++; } public boolean isEnd(){ if(num >= end){ return true; } return false; }}
【后面两种解法来源网络:
1.使用synchronized关键字:
/** * Created by ibm on 2017/8/11. */public class ClassicTest1 { // n为即将打印的数字 private static int n = 1; // state=1表示将由线程1打印数字, state=2表示将由线程2打印数字, state=3表示将由线程3打印数字 private static int state = 1; public static void main(String[] args) { final ClassicTest1 pn = new ClassicTest1(); new Thread(new Runnable() { public void run() { // 3个线程打印75个数字, 单个线程每次打印5个连续数字, 因此每个线程只需执行5次打印任务. 3*5*5=75 for (int i = 0; i < 5; i++) { // 3个线程都使用pn对象做锁, 以保证每个交替期间只有一个线程在打印 synchronized (pn) { // 如果state!=1, 说明此时尚未轮到线程1打印, 线程1将调用pn的wait()方法, 直到下次被唤醒 while (state != 1) try { pn.wait(); } catch (InterruptedException e) { e.printStackTrace(); } // 当state=1时, 轮到线程1打印5次数字 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(); // 线程1打印完成后, 将state赋值为2, 表示接下来将轮到线程2打印 state = 2; // notifyAll()方法唤醒在pn上wait的线程2和线程3, 同时线程1将退出同步代码块, 释放pn锁. // 因此3个线程将再次竞争pn锁 // 假如线程1或线程3竞争到资源, 由于state不为1或3, 线程1或线程3将很快再次wait, 释放出刚到手的pn锁. // 只有线程2可以通过state判定, 所以线程2一定是执行下次打印任务的线程. // 对于线程2来说, 获得锁的道路也许是曲折的, 但前途一定是光明的. pn.notifyAll(); } } } }, "线程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(); } } } }, "线程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(); } } } }, "线程3").start(); }}
2.使用condition与lock
import java.util.concurrent.locks.Condition;import java.util.concurrent.locks.ReentrantLock;/** * Created by ibm on 2017/8/8. */public class ClassicTest2 implements Runnable { private int state = 1; private int n = 1; // 使用lock做锁 private ReentrantLock lock = new ReentrantLock(); // 获得lock锁的3个分支条件 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 { // 线程1获得lock锁后, 其他线程将无法进入需要lock锁的代码块. // 在lock.lock()和lock.unlock()之间的代码相当于使用了synchronized(lock){} lock.lock(); while (state != 1) try { // 线程1竞争到了lock, 但是发现state不为1, 说明此时还未轮到线程1打印. // 因此线程1将在c1上wait // 与解法一不同的是, 三个线程并非在同一个对象上wait, 也不由同一个对象唤醒 c1.await(); } catch (InterruptedException e) { e.printStackTrace(); } // 如果线程1竞争到了lock, 也通过了state判定, 将执行打印任务 for (int j = 0; j < 5; j++) { System.out.println(Thread.currentThread().getName() + ": " + n++); } System.out.println(); // 打印完成后将state赋值为2, 表示下一次的打印任务将由线程2执行 state = 2; // 唤醒在c2分支上wait的线程2 c2.signal(); } finally { // 打印任务执行完成后需要确保锁被释放, 因此将释放锁的代码放在finally中 lock.unlock(); } } } }, "线程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(); } } } }, "线程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(); } } } }, "线程3").start(); } public static void main(String[] args) { new ClassicTest2().run(); }}
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