JAVA多线程同步,有序输出ABC

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> 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 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 list = sMaps.get(groupName);
        if (list == null) {
            list = new ArrayList();
            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 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


JAVA多线程同步,有序输出ABC_第1张图片
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

JAVA多线程同步,有序输出ABC_第2张图片
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

JAVA多线程同步,有序输出ABC_第3张图片
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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