java并发之BlockingQueue和Lock以及synchronized
来源:互联网 发布:java 文件夹复制 覆盖 编辑:程序博客网 时间:2024/05/16 01:35
下面这道题是张孝祥老师整理的java面试宝典中的第28题,由于偶然的原因,看过张老师的视频,我花了8天时间将张老师的java高新技术视频给看完了,张老师讲课的诙谐幽默,让我看完这套视频觉得很轻松,很舒服。在此,感谢张老师的无私奉献,愿张老师给上帝讲java课顺利。
题目:子线程循环10次,接着主线程循环100,接着又回到子线程循环10次,接着再回到主线程又循环100,如此循环50次,请写出程序。
下面总共采用三种方式进行实现,也是对学习过程的一个记录与总结。
BlockingQueue是线程安全的,主要用于生产者-使用者的可阻塞的队列。另外支持两个附加的队列操作:获取元素时等待队列为非空,存储元素时等待队列空间变得可用
对于支持的两个队列的操作,有以下四种实现方式。
下面是对于上面题目的代码的实现:
package com.undergrowth4;import java.util.concurrent.ArrayBlockingQueue;import java.util.concurrent.BlockingQueue;public class BlockQueueSynchr {/** * @param args * 使用具有一个空间的队列实现同步通信 * 线程只负责运行流程 共同的数据/算法封装在一个对象中 体现了高内聚 低耦合的特性 */public static void main(String[] args) {// TODO Auto-generated method stubfinal Mydata2 data=new Mydata2();new Thread(new Runnable() {@Overridepublic void run() {// TODO Auto-generated method stub for(int count=1;count<=50;count++) //在子线程中调用data的sub执行10次 总共循环为50次 { data.sub(count); }}}).start(); for(int count=1;count<=50;count++) //在主线程中调用data的main执行100次 总共循环为50次 { data.main(count); }}}class Mydata2{//构造两个成员变量 队列容量分别为1private BlockingQueue<Integer> queue1=new ArrayBlockingQueue<>(1);private BlockingQueue<Integer> queue2=new ArrayBlockingQueue<>(1);//匿名构造器 在创建对象时会调用 先向队列1中存放一个整型数据 从而达到阻塞队列1的目的 因为要子线程先运行{try {queue1.put(1);} catch (InterruptedException e) {// TODO Auto-generated catch blocke.printStackTrace();}}public void main(int count){try {//第一次执行时 向队列1中添加数据 因为在main函数中new Mydata2()时会调用匿名构造器 所以此时无法向队列1添加数据 即在此等待可用的队列空间//除去第一次之后 后面的向队列1中添加数据 只有等待sub方法中queue1.take();执行后才可执行queue1.put(1); } catch (InterruptedException e) {// TODO Auto-generated catch blocke.printStackTrace();}//执行循环100次for(int i=1;i<=100;i++){System.out.println("第"+count+"次,main of"+i+"次");}try {//取出队列2的数据 即让队列2有可用的空间 即让队列2执行 执行sub的循环10次queue2.take();} catch (InterruptedException e) {// TODO Auto-generated catch blocke.printStackTrace();}}public void sub(int count){try {//第一次执行时 向队列2中添加数据 因为队列2的空间可用 即可以向队列2添加数据//除去第一次之后 后面的向队列2中添加数据 只有等待main方法中queue2.take();执行后才可执行queue2.put(1);} catch (InterruptedException e) {// TODO Auto-generated catch blocke.printStackTrace();}//执行循环10次for(int i=1;i<=10;i++){System.out.println("第"+count+"次,sub of"+i+"次");}try {//取出队列1的数据 即让队列1有可用的空间 即让队列1执行 执行main的循环100次queue1.take();} catch (InterruptedException e) {// TODO Auto-generated catch blocke.printStackTrace();}}}
第二种方式为Lock与Condition
Lock是控制多个线程对共享资源进行访问的工具,提供比synchronized更为强大的功能。一个Lock对象,可以支持多个Condition对象。
Condition实质上被绑定到一个Lock上(因为要在多个线程中访问Condition对象),在其等待条件为true之前,可一直挂起该线程
下面使用Lock加上Condition对象机制,实现上面的题目
package com.undergrowth4;import java.util.concurrent.locks.Condition;import java.util.concurrent.locks.Lock;import java.util.concurrent.locks.ReentrantLock;public class MainSubThread {/** * @param args */public static void main(String[] args) {// TODO Auto-generated method stubfinal MyData3 data=new MyData3();new Thread(new Runnable() {@Overridepublic void run() {// TODO Auto-generated method stubfor(int count=1;count<=50;count++) //子线程调用data的sub2方法执行循环10次 总共50次{data.sub2(count);}}}).start();//主线程调用data的main方法执行循环100次 总共50次for(int count=1;count<=50;count++){data.main(count);}}}class MyData3{private Lock lock=new ReentrantLock(); private Condition condition1=lock.newCondition(); //条件不满足 即挂起该线程private Condition condition2=lock.newCondition(); //满足 则该线程继续执行private int state=2; //首先sub先执行 接着是mainpublic void main(int count){lock.lock(); //保证了同步try {while(state!=1){try {condition1.await(); //条件等待 条件阻塞 满足条件则唤醒} catch (InterruptedException e) {// TODO Auto-generated catch blocke.printStackTrace();} }for(int i=1;i<=100;i++){System.out.println("all is "+count+",main run "+i);}state=2;condition2.signal(); //唤醒sub2} finally{lock.unlock();}}public void sub2(int count){lock.lock();try {while(state!=2){try {condition2.await();} catch (InterruptedException e) {// TODO Auto-generated catch blocke.printStackTrace();}}for(int i=1;i<=10;i++){System.out.println("all is "+count+",sub2 run "+i);}state=1;condition1.signal(); //唤醒main} finally {lock.unlock();}}}
第三种方式 synchronized与Object对象的notify、wait方法
synchronized为互斥锁,synchronized加锁的是对象(对于多个线程而言,要是同一个对象,synchronized才有作用),而不是代码。synchronized保证了对于同一时刻最多只有一个线程执行该代码段。
Object对象的wait、nofity方法需要与synchronized一起连用,notify唤醒在此对象监视器上的单个线程,若有多个,唤醒顺序不做保证。wait导致当前线程阻塞。
注意:wait与notify方法只能由拥有此对象监视器的所有者的线程调用,而用synchronized互斥后,即可让该线程拥有对象的监视器。
package com.undergrowth4;public class OrientObjectProgramThread {/** * @param args *问题:让子线程先运行10次 然后主线程运行100次 反复50次 *面向对象的编程:将共同数据/共同算法放在同一个类中 *线程只适用于执行的流程 具体的实现放在一个类中 这样可以保证同步 */public static void main(String[] args) {// TODO Auto-generated method stubfinal business bus=new business();new Thread(){@Overridepublic void run() {for(int i=1;i<=50;i++)bus.sub(i);};}.start();for(int i=1;i<=50;i++)bus.main(i);}static class business{private boolean isSubRun=true;public synchronized void sub(int i) //子线程运行10次{while(!isSubRun){ //判断是否该自己执行try {this.wait(); //如果不是 则等待} catch (InterruptedException e) {// TODO Auto-generated catch blocke.printStackTrace();}}//是自己执行 则执行for(int j=1;j<=10;j++){System.out.println("sub run "+j+ " 第 "+i+" 次");}//执行完后 修改状态 唤醒main线程isSubRun=false;this.notify();}public synchronized void main(int i) //主线程运行100次{while(isSubRun){ //判断是否该自己执行try {this.wait(); //不是 则等待} catch (InterruptedException e) {// TODO Auto-generated catch blocke.printStackTrace();}}//该自己执行for(int j=1;j<=100;j++){System.out.println("main run "+j+ " 第 "+i+" 次");}//修改状态和唤醒sub线程isSubRun=true;this.notify();}}}
以上三种即是上面面试题目的解决方法。当然,还有更多的方法,知道的朋友,多多吐槽哈。
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