java併發編程學習4--線程通訊練習
【問題的描述：
啓動3個線程打印遞增的數字, 線程1先打印1,2,3,4,5, 而後是線程2打印6,7,8,9,10, 而後是線程3打印11,12,13,14,15. 接着再由線程1打印16,17,18,19,20....以此類推, 直到打印到75. 程序的輸出結果應該爲:java
線程1: 1
線程1: 2
線程1: 3
線程1: 4
線程1: 5網絡
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: 75ide
【代碼實現
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<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{
//線程運行狀態 1立刻執行，2阻塞
public int status;
//線程名字
public String name;
//計數器
public Counter counter;
//線程組
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()){
//判斷是否該本身執行，切記使用while,由於若是在循環的等待過程當中status有所變化，這裏須要再次判斷
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();
}
//狀態進入阻塞狀態，並設置下一個能夠運行的線程
status = 2;
setNext();
counter.notifyAll();
System.out.println("----");
}
}
}
void setNext(){
//當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;
}
}
【後面兩種解法來源網絡：
1.使用synchronized關鍵字：this
public class ClassicTest1 {
// n爲即將打印的數字
private static int n = 1;
// state=1表示將由線程1打印數字, state=2表示將由線程2打印數字, state=3表示將由線程3打印數字
private static int state = 1;
public static void main(String[] args) {
final ClassicTest1 pn = new ClassicTest1();
new Thread(new Runnable() {
public void run() {
// 3個線程打印75個數字, 單個線程每次打印5個連續數字, 所以每一個線程只需執行5次打印任務. 3*5*5=75
for (int i = 0; i < 5; i++) {
// 3個線程都使用pn對象作鎖, 以保證每一個交替期間只有一個線程在打印
synchronized (pn) {
// 若是state!=1, 說明此時還沒有輪到線程1打印, 線程1將調用pn的wait()方法, 直到下次被喚醒
while (state != 1)
try {
pn.wait();
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
// 當state=1時, 輪到線程1打印5次數字
for (int j = 0; j < 5; j++) {
// 打印一次後n自增
System.out.println(Thread.currentThread().getName()
+ ": " + n++);
}
System.out.println();
// 線程1打印完成後, 將state賦值爲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, 同時線程1將退出同步代碼塊, 釋放pn鎖.
// 所以3個線程將再次競爭pn鎖
// 假如線程1或線程3競爭到資源, 因爲state不爲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能夠經過state斷定, 因此線程2必定是執行下次打印任務的線程.
// 對於線程2來講, 得到鎖的道路也許是曲折的, 但前途必定是光明的.
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線程
public class ClassicTest2 implements Runnable {
private int state = 1;
private int n = 1;
// 使用lock作鎖
private ReentrantLock lock = new ReentrantLock();
// 得到lock鎖的3個分支條件
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得到lock鎖後, 其餘線程將沒法進入須要lock鎖的代碼塊.
// 在lock.lock()和lock.unlock()之間的代碼至關於使用了synchronized(lock){}
lock.lock();
while (state != 1)
try {
// 線程1競爭到了lock, 可是發現state不爲1, 說明此時還未輪到線程1打印.
// 所以線程1將在c1上wait
// 與解法一不一樣的是, 三個線程並不是在同一個對象上wait, 也不禁同一個對象喚醒
c1.await();
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
// 若是線程1競爭到了lock, 也經過了state斷定, 將執行打印任務
for (int j = 0; j < 5; j++) {
System.out.println(Thread.currentThread().getName()
+ ": " + n++);
}
System.out.println();
// 打印完成後將state賦值爲2, 表示下一次的打印任務將由線程2執行
state = 2;
// 喚醒在c2分支上wait的線程2
c2.signal();
} finally {
// 打印任務執行完成後須要確保鎖被釋放, 所以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();
}
}
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