这里用java多线程实现一个简单的抽奖程序，从100个座位号中，随机抽取10位。
我设计的思路是用10个线程，每个线程从100个座位号中随机抽取1位，然后显示在黑板上，然后再去抽取，再显示。这里涉及到从100 个座位号中随机抽取时要线程之间要同步，否则会出现同一个号被多个线程抽取。一个线程大致分为如下几个步骤：
a.从待抽取的座位列表中随机抽取座位。
b.将抽取的座位号显示在黑板对应的位置上，并取得那个位置上当前显示的座位号。
c.将b步得到的座位号添加到待抽取列表中。
经过a,b,c三步，一个线程一次的动作算完成了，将这三步操作视为一个原子操作，进行线程间同步，剩下的就是循环抽取座位号就行了。
有几点需求注意：
1.b步可以不同步，但发现，当随机抽取的数量多时，此时一个线程（假设代号为1）还没有来得及更新黑板上对应位置的座位号，另一个线程（假设代号为2）已经将1线程放入座位组中的号又取出来，并显示在黑板上了。这样就会造成黑板上同一个座位号显示了多次。
2.需要区分哪些座位号是抽取过的，哪些座位号是没有抽取过的，这样每次抽取只抽取没有抽取过的。会自然而然的用两个List表示。但仔细想想，不需要用两个List区分，因为黑板上显示的座位号就是已经抽取的，只需要每次从座位池中删除，然后显示在黑板上，再次抽取时，将黑板上原来显示的座位号放回座位池中即可。
3.是否可以用LinkedList代替ArrayList。大家都知道LinkedList的删除，插入性能优于ArrayList,并且这里线程也需要反复不断的对座位池进行删除，新增操作。但这里的新增只是在最后面加入，影响不大，有影响的就是删除操作。但是这样还会有不断的随机取号操作。到底是删除操作影响大，还是取号操作影响大呢？经过验证发现，当座位池中座位号比较大时(假如为10万)，LinkedList速度会明显慢于ArrayList,几乎有10倍之差。
源码如下:
抽取号码部分:
package cn.yanggy.demo03;
import java.util.ArrayList;
import java.util.List;
import java.util.Random;
/**
* @author Cool-Coding 2017/12/1
* 此类是随机样本抽取工具类，从N个样本源中随机抽取M个样本
*由于N个样本不断的从队列取出，再放到队列尾部，N个样本抽中的概率相等
* 使用方法：
* RandomFetch randomFetch=new RandomFetch(source,sampleCount,SampleShow);
* randomFetch.start()
* randomFetch.stop()
* randomFetch.pause()
* randomFetch.resume()
*/
public final class RandomFetch {
//源数据池
private List source;
//样本数
private int smaple;
//结果回调接口
private SampleShow sampleShow;
//线程列表
private final List threadList = new ArrayList<>();
//停止标识，使用volatile，是因为多线程共享同一变量时，需要变量改变时，线程能够即时发现
private volatile boolean stop = false;
//暂停标识
private volatile boolean suspend = false;
//暂停锁
private Object suspendLock=new Object();
public RandomFetch(List source,int sample,SampleShow sampleShow) {
this.source=source;//源数据池
this.smaple=sample;//样本数
this.sampleShow=sampleShow;//结果回调接口
}
//开始抽奖
public void start() {
for (int i = 0; i < smaple; i++) {
Picker runnable = new Picker();
threadList.add(runnable);
Thread thread = new Thread(runnable, i + "");
thread.start();
}
}
//停止抽奖
public void stop() {
stop = true;
}
//恢复
public void resume() {
suspend = false;
//threadList.forEach(pick ->{synchronized(pick){pick.notify();}});
synchronized (suspendLock){
suspendLock.notifyAll();
}
}
//暂停
public void pause() {
suspend = true;
}
//抽奖线程
private class Picker implements Runnable {
public T pickSeatNumber() {
//有待取的座位时才去取，否则跳过
int count = source.size();
if (count > 0) {
//随机取一个序号[0,count)
int index = new Random().nextInt(count);
//得到座位号
T seatNumber = source.get(index);
//将座位从待取座位中移除
source.remove(index);
return seatNumber;
}
return null;
}
public T showSeatNumber(T seatNumber) throws RandomFetchException {
//看当前线程更新的是黑板上哪个位置的座位号[0,sample)
int index = Integer.valueOf(Thread.currentThread().getName());
if(index >=0 && index < smaple) {
T oldSample=sampleShow.show(index,seatNumber);
//如果黑板对应位置之前没有座位号时，则返回Null
if (oldSample == null || oldSample.equals("")) oldSample = null;
return oldSample;
}else{
throw new RandomFetchException("thread name is not right,it should be between 0 and "+smaple);
}
}
public void readyAgain(T oldSeatNumber) {
//添加到待取座位列表中
source.add(oldSeatNumber);
}
@Override
public void run() {
while (!stop) {
if (suspend) {
//object.wait,object.notify必须是锁对象
//此处不用RandomFetch.this，原因是其它线程获得了RandomFetch.this锁时，当前
//线程仍可以暂停
synchronized (suspendLock) {
try {
suspendLock.wait();
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
}
}
synchronized (RandomFetch.this) {
T seatNumnber = pickSeatNumber();
T oldSeatNumber = null;
if (seatNumnber != null) {
try {
oldSeatNumber = showSeatNumber(seatNumnber);
}catch (RandomFetchException e){
e.printStackTrace();
}
}
if (oldSeatNumber != null) {
readyAgain(oldSeatNumber);
}
}
}
}
}
}
package cn.yanggy.demo03;
/**
* @author Cool-Coding 2017/12/1
* 异常类
*/
public class RandomFetchException extends Exception {
public RandomFetchException(){
}
public RandomFetchException(String message){
super(message);
}
}
package cn.yanggy.demo03;
/**
* @author Cool-Coding 2017/12/1
* 随机抽奖返回结果接口
* 此接口用于调用者与随机抽奖线程之间进行数据交换
*/
public interface SampleShow {
public T show(int index, T data);
}
屏幕部分:
package cn.yanggy.demo03;
import javax.swing.*;
import java.awt.*;
import java.awt.event.ActionEvent;
import java.awt.event.ActionListener;
import java.util.ArrayList;
/**
* @author Cool-Coding 2017/12/1
*/
public class BlackBoard extends JFrame implements ActionListener {
private final int LUCKYCOUNT =10;
private final String START ="开始";
private final String STOP ="停止";
private final String PAUSE ="暂停";
private final String RESUME ="恢复";
private final JPanel panel=new JPanel(new GridLayout(5, 2));
private JButton jButton;
private JButton jButton2;
private final RandomFetch randomFetch;
public BlackBoard(){
// 窗口属性的设置
setTitle("抽奖");// 窗口标题
setSize(300, 200);// 窗口大小
setLocationRelativeTo(null);// 窗口居中
setDefaultCloseOperation(EXIT_ON_CLOSE);// 关闭窗口则退出虚拟机
setLayout(new GridLayout(2, 1));// 设置布局流式布局
for(int i = 0; i< LUCKYCOUNT; i++){
final JLabel label=new JLabel();
label.setName(i+"");
label.setFont(new Font("宋休",Font.PLAIN,20));
panel.add(label);
}
JPanel panel2=new JPanel();
jButton=new JButton(START);
jButton.setSize(100,100);
jButton.addActionListener(this);
panel2.add(jButton);
jButton2=new JButton(PAUSE);
jButton2.setEnabled(false);
jButton2.setSize(100,100);
jButton2.addActionListener(this);
panel2.add(jButton2);
add(panel);
add(panel2);
//抽取样本
ArrayList source=new ArrayList<>();
for(int i=0;i<100;i++){
source.add("seat"+i);
}
randomFetch = new RandomFetch(source, LUCKYCOUNT, new SampleShow() {
@Override
public String show(int index, String data) {
JLabel label=BlackBoard.this.getLabel(index);
String oldSeatNumber = label.getText();
label.setText(data);
return oldSeatNumber;
}
});
}
//获取Lable
public JLabel getLabel(int index){
return (JLabel)panel.getComponent(index);
}
@Override
public void actionPerformed(ActionEvent e) {
String action=e.getActionCommand();
if(action.equals(START)) {
randomFetch.start();
jButton.setText(STOP);
//可以暂停了
jButton2.setText(PAUSE);
jButton2.setEnabled(true);
}else if(action.equals(STOP)){
randomFetch.stop();
//jButton.setText(START);
jButton.setEnabled(false);
//将按钮变成灰色
//jButton2.setText(PAUSE);
jButton2.setEnabled(false);
//检查是否有两个Lable 内容相同
ArrayList list=new ArrayList<>();
for(Component comp:panel.getComponents()){
JLabel label=(JLabel)comp;
String text=label.getText();
boolean yesorno=list.contains(text);
if(!yesorno){
list.add(text);
}else{
System.out.println("wrong:"+text);
}
}
if (list.size()==LUCKYCOUNT) System.out.println("success");
}else if(action.equals(PAUSE)){
randomFetch.pause();
jButton2.setText(RESUME);
}else if(action.equals(RESUME)){
randomFetch.resume();
jButton2.setText(PAUSE);
}
}
public static void main(String args[]){
BlackBoard blackBoard=new BlackBoard();
blackBoard.setVisible(true);
//showComponents(blackBoard.getPanel());
}
}
本文的目的是线程的运用，所以屏幕部分写的比较简陋。其中要注意的是线程的暂停和恢复，需要同步的对象是线程本身，即synchronized (this){wait();}，否则会报异常：java.lang.IllegalMonitorStateException