Java中多个线程交替循环执行的实现
作者：坐看云起时_雨宣
有些时候面试官经常会问，两个线程怎么交替执行呀，如果是三个线程，又怎么交替执行呀，这种问题一般人还真不一定能回答上来。多线程这块如果理解的不好，学起来是很吃力的，更别说面试了。下面我们就来剖析一下怎么实现多个线程顺序输出。
两个线程循环交替打印
//首先我们来看一种比较简单的方式
public class ThreadCq {
public static void main(String[] args) {
Stack<Integer> stack = new Stack<>();
for(int i=1;i<100;i++) {
stack.add(i);
}
Draw draw = new Draw(stack);
new Thread(draw).start();
new Thread(draw).start();
}
}
class Draw implements Runnable{
private Stack<Integer> stack;
public Draw(Stack<Integer> stack) {
this.stack = stack;
}
@Override
public void run() {
while(!stack.isEmpty()) {
synchronized (this) {
notify();
System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"---"+stack.pop());
try {
wait();
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
}
}
}
}这种方式是用Condition对象来完成的：
public class ThreadCq3 {
//声明一个锁
static ReentrantLock lock = new ReentrantLock();
public static void main(String[] args) {
//创建两个Condition对象
Condition c1 = lock.newCondition();
Condition c2 = lock.newCondition();
Stack<Integer> stack = new Stack<>();
for (int i = 0; i <= 100; i++) {
stack.add(i);
}
new Thread(() -> {
try {
Thread.sleep(500);
} catch (InterruptedException e1) {
e1.printStackTrace();
}
while (true) {
lock.lock();
// 打印偶数
try {
if (stack.peek() % 2 != 0) {
c1.await();
}
System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "-----" + stack.pop());
c2.signal();
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
} finally {
lock.unlock();
}
}
}).start();
new Thread(() -> {
while (true) {
try {
Thread.sleep(500);
} catch (InterruptedException e1) {
e1.printStackTrace();
}
lock.lock();
try {
// 打印奇数
if (stack.peek() % 2 != 1) {
c2.await();
}
System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "-----" + stack.pop());
c1.signal();
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
} finally {
lock.unlock();
}
}
}).start();
}
}这种方式是通过Semaphore来实现的：
public class ThreadCq4 {
//利用信号量来限制
private static Semaphore s1 = new Semaphore(1);
private static Semaphore s2 = new Semaphore(1);
public static void main(String[] args) {
try {
//首先调用s2为 acquire状态
s1.acquire();
// s2.acquire(); 调用s1或者s2先占有一个
} catch (InterruptedException e1) {
e1.printStackTrace();
}
new Thread(()->{
while(true) {
try {
s1.acquire();
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
try {
Thread.sleep(500);
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
System.out.println("A");
s2.release();
}
}).start();
new Thread(()->{
while(true) {
try {
s2.acquire();
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
try {
Thread.sleep(500);
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
System.out.println("B");
s1.release();
}
}).start();
}
}
上面就是三种比较常用的，最常用的要属第一种和第二种。
三个线程交替打印输出
上面我们看了两个线程依次输出的实例，这里我们来看看三个线程如何做呢。
public class LockCond {
private static int count = 0;
private static Lock lock = new ReentrantLock();
public static void main(String[] args) {
Condition c1 = lock.newCondition();
Condition c2 = lock.newCondition();
Condition c3 = lock.newCondition();
new Thread(()->{
while(true) {
lock.lock();
try {
while(count %3 != 0) {
//刚开始count为0 0%3=0 所以此线程执行 执行完之后 唤醒现成2，由于此时count已经进行了++，所有while成立，c1进入等待状态，其他两个也一样
c1.await();
}
System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"========:A");
count++;
//唤醒线程2
c2.signal();
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
} finally {
lock.unlock();
}
}
}) .start();
new Thread(()->{
while(true) {
lock.lock();
try {
while(count %3 != 1) {
c2.await();
}
System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"========:B");
count++;
//唤醒线程3
c3.signal();
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
} finally {
lock.unlock();
}
}
}) .start();
new Thread(()->{
while(true) {
lock.lock();
try {
while(count %3 != 2) {
c3.await();
}
System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"========:C");
count++;
//唤醒线程1
c1.signal();
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
} finally {
lock.unlock();
}
}
}) .start();
}
}三个线程的也可以写三种，这里写一种就行了，写法和上面两个线程的都一样。大家可以自己试一下。
Condition介绍
我们在没有学习Lock之前，使用的最多的同步方式应该是synchronized关键字来实现同步方式了。配合Object的wait()、notify()系列方法可以实现等待/通知模式。Condition接口也提供了类似Object的监视器方法，与Lock配合可以实现等待/通知模式，但是这两者在使用方式以及功能特性上还是有差别的。Object和Condition接口的一些对比。摘自《Java并发编程的艺术》
Condition接口常用方法
condition可以通俗的理解为条件队列。当一个线程在调用了await方法以后，直到线程等待的某个条件为真的时候才会被唤醒。这种方式为线程提供了更加简单的等待/通知模式。Condition必须要配合锁一起使用，因为对共享状态变量的访问发生在多线程环境下。一个Condition的实例必须与一个Lock绑定，因此Condition一般都是作为Lock的内部实现。
await() ：造成当前线程在接到信号或被中断之前一直处于等待状态。
await(long time, TimeUnit unit) ：造成当前线程在接到信号、被中断或到达指定等待时间之前一直处于等待状态。
awaitNanos(long nanosTimeout) ：造成当前线程在接到信号、被中断或到达指定等待时间之前一直处于等待状态。返回值表示剩余时间，如果在nanosTimesout之前唤醒，那么返回值 = nanosTimeout - 消耗时间，如果返回值 <= 0 ,则可以认定它已经超时了。
awaitUninterruptibly() ：造成当前线程在接到信号之前一直处于等待状态。【注意：该方法对中断不敏感】。
awaitUntil(Date deadline) ：造成当前线程在接到信号、被中断或到达指定最后期限之前一直处于等待状态。如果没有到指定时间就被通知，则返回true，否则表示到了指定时间，返回返回false。
signal() ：唤醒一个等待线程。该线程从等待方法返回前必须获得与Condition相关的锁。
signal()All ：唤醒所有等待线程。能够从等待方法返回的线程必须获得与Condition相关的锁。
Semaphore介绍
Semaphore 是 synchronized 的加强版，作用是控制线程的并发数量。就这一点而言，单纯的synchronized 关键字是实现不了的。他可以保证某一个资源在一段区间内有多少给线程可以去访问。
从源码我们可以看出来，它new了一个静态内部类，继承Sync接口。他同时也提供了一些构造方法
比如说通过这个构造方法可以创建一个是否公平的Semaphore类。关于公平锁和非公平锁大家可以看我的另外一篇文章。
到此这篇关于Java中多个线程交替循环执行的实现的文章就介绍到这了,更多相关Java线程交替循环执行内容请搜索脚本之家以前的文章或继续浏览下面的相关文章希望大家以后多多支持脚本之家！