JAVA多线程同步,有序输出ABC

作者: zhuguohui | 来源:发表于2017-06-30 10:33 被阅读104次

    序言

    最近又最新学习了Java基础,有有了新的体会。在学习Java多线程的时候,其中很重要的部分就是线程同步,曾经有一个问题是开三个线程,每个线程打印一个字母,依次是ABC。现在我把这一类的需求都封装到一个有序线程类中,大家有兴趣的可以看看。

    源码

    OrderedThread

    package com.zgh.io.file;
    
    import java.util.ArrayList;
    import java.util.HashMap;
    import java.util.HashSet;
    import java.util.List;
    import java.util.Map;
    import java.util.Set;
    
    /**
     * 有序的线程
     * 在构造的时候传入线程组的名字,和需要重复执行的Runable对象。
     * 线程将会以创建的顺序,有序执行。
     * 如果要关闭某个线程组,可以调用OrderedThread.stopGroup();
     * @author zhuguohui
     *
     */
    public class OrderedThread extends Thread {
    
        private Runnable repeat;
        private String groupName;
        //一个保存所有线程组的map,通过不同名字区分。
        private static Map<String, List<OrderedThread>> sMaps = new HashMap<>();
        //保存每个线程组下一个要执行的OrderedThread对象的index值  
        private static Map<String, Integer> sNextStepMap = new HashMap<>();
        private boolean runing = true;
        private int mStep = 0;
    
        /**
         * 
         * @param groupName
         *            组名
         * @param repeat
         *            需要重复执行的代码
         */
        public OrderedThread(String groupName, Runnable repeat) {
            this.repeat = repeat;
            this.groupName = groupName;
            // 注册线程
            register(groupName, this);
        }
    
        private static synchronized void register(String groupName, OrderedThread thread) {
            List<OrderedThread> list = sMaps.get(groupName);
            if (list == null) {
                list = new ArrayList<OrderedThread>();
                sMaps.put(groupName, list);
                sNextStepMap.put(groupName, 0);
            }
            // 添加到list中
            list.add(thread);
            thread.setSetp(list.indexOf(thread));
        }
    
        private void setSetp(int step) {
            this.mStep = step;
        }
    
        @Override
        public void run() {
            while (runing) {
                canDo();
                repeat.run();
                nextStep();
            }
        }
    
        private void exit() {
            this.runing = false;
        }
    
        private void canDo() {
            // 获取锁对象
            List list = sMaps.get(groupName);
            synchronized (list) {
                // 判断是否执行到当前步骤了
                int nextStep = sNextStepMap.get(groupName);
                //此处一定要使用循环,当线程被唤醒的时候不一定可以执行
                while (nextStep != mStep && runing) {
                    try {
                        // 如果不是当前步骤则等待
                        list.wait();
                    } catch (InterruptedException e) {
                        // TODO Auto-generated catch block
                        e.printStackTrace();
                    }
                    nextStep = sNextStepMap.get(groupName);
                }
            }
    
        }
    
        /**
         * 进行下一步
         */
        private void nextStep() {
            // 获取锁对象
            List list = sMaps.get(groupName);
            synchronized (list) {
                // 获取下一步
                synchronized (sNextStepMap) {
                    int nextStep = sNextStepMap.get(groupName);
                    nextStep++;
                    //如果已经是最后一步,则循环到第一步
                    if (nextStep == list.size()) {
                        nextStep = 0;
                    }
                    sNextStepMap.put(groupName, nextStep);
                }
                // 唤醒线程
                list.notifyAll();
            }
        }
    
        //关闭线程组
        public static synchronized void stopGroup(String groupName) {
            List<OrderedThread> list = sMaps.get(groupName);
            if (list == null) {
                System.err.println("没有线程组" + groupName + " 或者线程组已关闭");
                return;
            }
            synchronized (list) {
                for (OrderedThread thread : list) {
                    thread.exit();
                }
                list.notifyAll();
            }
    
            sMaps.remove(groupName);
            System.out.println("线程组(" + groupName + ") 关闭成功");
    
        }
    }
    
    

    测试

    ABC测试

    package com.zgh.io.file;
    
    public class Demo10 {
        public static void main(String[] args) throws InterruptedException {
            String abcGroup = "ABC";
            String moveGroup = "move";
            OrderedThread threadA = new OrderedThread(abcGroup, new Runnable() {
    
                @Override
                public void run() {
                    System.out.println("A");
    
                }
            });
            OrderedThread threadB = new OrderedThread(abcGroup, new Runnable() {
    
                @Override
                public void run() {
                    System.out.println("B");
    
                }
            });
            OrderedThread threadC = new OrderedThread(abcGroup, new Runnable() {
    
                @Override
                public void run() {
                    System.out.println("C");
    
                }
            });
    
            threadA.start();
            threadB.start();
            threadC.start();
            // 三秒钟后关闭abcGroup
            Thread.sleep(3000);
            OrderedThread.stopGroup(abcGroup);
        }
    }
    
    

    结果


    这里写图片描述

    红绿灯测试

    package com.zgh.io.file;
    
    public class Demo11 {
        public static void main(String[] args) throws InterruptedException {
            String moveGroup = "move";
            OrderedThread threadCar = new OrderedThread(moveGroup, new Runnable() {
    
                @Override
                public void run() {
                    System.out.println("汽车通过");
    
                }
            });
            OrderedThread threadPerson = new OrderedThread(moveGroup, new Runnable() {
    
                @Override
                public void run() {
                    System.out.println("行人通过");
    
                }
            });
        
            threadCar.start();
            threadPerson.start();
        
        }
    }
    
    

    结果

    这里写图片描述

    同时执行两个线程组

    package com.zgh.io.file;
    
    public class Demo09 {
        public static void main(String[] args) throws InterruptedException {
            String abcGroup = "ABC";
            String moveGroup = "move";
            OrderedThread threadA = new OrderedThread(abcGroup, new Runnable() {
    
                @Override
                public void run() {
                    System.out.println("A");
    
                }
            });
            OrderedThread threadB = new OrderedThread(abcGroup, new Runnable() {
    
                @Override
                public void run() {
                    System.out.println("B");
    
                }
            });
            OrderedThread threadC = new OrderedThread(abcGroup, new Runnable() {
    
                @Override
                public void run() {
                    System.out.println("C");
    
                }
            });
            OrderedThread threadCar = new OrderedThread(moveGroup, new Runnable() {
    
                @Override
                public void run() {
                    System.out.println("汽车通过");
    
                }
            });
            OrderedThread threadPerson = new OrderedThread(moveGroup, new Runnable() {
    
                @Override
                public void run() {
                    System.out.println("行人通过");
    
                }
            });
            threadA.start();
            threadB.start();
            threadC.start();
            threadCar.start();
            threadPerson.start();
            // 三秒钟后关闭abcGroup
            Thread.sleep(3000);
            OrderedThread.stopGroup(abcGroup);
        }
    }
    
    

    效果

    这里写图片描述

    总结

    学习java也有近3年了,以前学习这一块脑袋一直是荤的,我一直深知自己的基础薄弱,所以一直在自学计算机原理,编译原理,算法等。现在又重头来学这一块,发现思路清晰了很多。知道线程和进程的区别,知道在内存中发生了什么,知道一条语句会被编译成多条机器代码。果然有些事情还是需要水到渠成才行,问渠那得清如许,为有源头活水来。现在很多人抱怨工作不好找,但是我觉得很多人连编程都还没有入门,前段时间帮朋友改了一下他们公司的Android开发写的代码,看的我想吐血,很多东西我都直接重写,我想我以前也许就是那个样子的吧,简直是水货,而且全然不自知。愿我能降伏其心,在编程的路上走的更稳健,更长远一些,与君共勉。

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