【JavaSE专栏83】线程插队,一个线程在另一个线程执行特定任务之前先执行

简介: 【JavaSE专栏83】线程插队,一个线程在另一个线程执行特定任务之前先执行

本文讲解了 Java 中线程插队的语法和应用场景,并给出了样例代码。线程插队是指一个线程在另一个线程执行特定任务之前先执行,插队线程会阻塞等待目标线程执行完特定任务,然后再继续执行。


一、什么是线程插队

线程插队是指一个线程(称为插队线程)在另一个线程(称为目标线程)执行特定任务之前先执行

插队线程会阻塞等待目标线程执行完特定任务,然后再继续执行

线程插队常常使用线程的 join 方法来实现,join 方法可以将一个线程合并到当前线程中,使得当前线程等待目标线程执行完毕后再继续执行。

以下是一个简单的示例代码,演示了线程插队的使用,请同学们复制到本地执行。

public class JoinExample {
    public static void main(String[] args) {
        Thread targetThread = new Thread(new TargetRunnable());
        Thread joinThread = new Thread(new JoinRunnable(targetThread));
        targetThread.start();
        joinThread.start();
    }
    static class TargetRunnable implements Runnable {
        @Override
        public void run() {
            System.out.println("Target thread is running...");
            try {
                Thread.sleep(2000);
            } catch (InterruptedException e) {
                e.printStackTrace();
            }
            System.out.println("Target thread finished.");
        }
    }
    static class JoinRunnable implements Runnable {
        private final Thread targetThread;
        public JoinRunnable(Thread targetThread) {
            this.targetThread = targetThread;
        }
        @Override
        public void run() {
            System.out.println("Join thread is running...");
            try {
                targetThread.join();
            } catch (InterruptedException e) {
                e.printStackTrace();
            }
            System.out.println("Join thread finished.");
        }
    }
}

在上述示例中,创建了两个线程:targetThreadjoinThread

targetThread 是目标线程,它会在执行过程中等待一段时间后结束。

joinThread 是插队线程,它会调用 targetThread.join() 方法来插队等待 targetThread 执行完毕。

运行代码后,可以观察到插队线程会在目标线程执行完特定任务后才继续执行。


二、什么情况会发生线程插队

线程插队通常在以下 4 44 类情况下发生,请同学们认真学习。

  1. 主线程等待子线程完成:当主线程需要等待子线程执行完毕后再继续执行时,可以使用线程插队的方式,主线程会调用子线程的 join() 方法来插队等待子线程执行完毕。
  2. 线程依赖关系:当存在多个线程的执行顺序有依赖关系时,可以使用线程插队来保证特定的执行顺序,例如线程 A AA 需要等待线程 B BB 执行完毕后才能继续执行,可以在线程 A AA 中调用线程 B BBjoin() 方法来插队等待。
  3. 线程协作:当多个线程需要协作完成某个复杂的任务时,可以使用线程插队来控制各个线程的执行顺序,通过使用 join() 方法,可以使得各个线程按照指定的顺序逐个执行。
  4. 线程间的数据共享:当多个线程需要共享某个数据结果时,可以使用线程插队来确保数据的正确性,例如线程 A AA 计算某个数据结果,线程 B BB 等待线程 A AA 计算完毕后读取该结果,可以在线程 B BB 中调用线程A的 join() 方法来插队等待。

线程插队是一种同步操作,会导致线程的阻塞。在使用线程插队时,需要谨慎考虑是否会引起死锁或线程间的竞争条件,正确使用线程插队可以提高线程的执行效率和保证数据的正确性。


三、模拟线程插队

下面是一个使用 Java 模拟线程插队的示例代码,请同学们复制到本地执行。

public class ThreadJoinExample {
    public static void main(String[] args) {
        Thread targetThread = new Thread(new TargetRunnable());
        Thread joinThread = new Thread(new JoinRunnable(targetThread));
        targetThread.start();
        joinThread.start();
    }
    static class TargetRunnable implements Runnable {
        @Override
        public void run() {
            System.out.println("Target thread is running...");
            try {
                Thread.sleep(2000);
            } catch (InterruptedException e) {
                e.printStackTrace();
            }
            System.out.println("Target thread finished.");
        }
    }
    static class JoinRunnable implements Runnable {
        private final Thread targetThread;
        public JoinRunnable(Thread targetThread) {
            this.targetThread = targetThread;
        }
        @Override
        public void run() {
            System.out.println("Join thread is running...");
            try {
                targetThread.join();
            } catch (InterruptedException e) {
                e.printStackTrace();
            }
            System.out.println("Join thread finished.");
        }
    }
}

在示例代码中,创建了两个线程:targetThreadjoinThread

targetThread 是目标线程,它会在执行过程中等待一段时间后结束。

joinThread 是插队线程,它会调用 targetThread.join() 方法来插队等待 targetThread 执行完毕。

运行代码后,可以观察到插队线程会在目标线程执行完特定任务后才继续执行。


四、线程插队面试题

问题:请使用Java编写一个程序,实现三个线程的插队执行。

  1. 程序中有 3 33 个线程,分别为 A 、 B 、 C A、B、CABC,按照 A − > B − > C A->B->CA>B>C 的顺序依次执行。
  2. 每个线程打印输出自己的名字,并等待1秒后再执行下一个线程。
  3. 程序运行结果应该为依次输出 A 、等待 1 11 秒、输出 B、等待 1 11 秒、输出 C
public class ThreadJoinExample {
    public static void main(String[] args) {
        Thread aThread = new Thread(new MyRunnable("A"));
        Thread bThread = new Thread(new MyRunnable("B"));
        Thread cThread = new Thread(new MyRunnable("C"));
        try {
            aThread.start();
            aThread.join();
            bThread.start();
            bThread.join();
            cThread.start();
            cThread.join();
        } catch (InterruptedException e) {
            e.printStackTrace();
        }
    }
    static class MyRunnable implements Runnable {
        private String name;
        public MyRunnable(String name) {
            this.name = name;
        }
        @Override
        public void run() {
            System.out.println(name);
            try {
                Thread.sleep(1000);
            } catch (InterruptedException e) {
                e.printStackTrace();
            }
        }
    }
}

我们创建了三个线程 A 、 B 、 C A、B、CABC,并使用线程的 join() 方法实现了线程的插队。每个线程都打印输出自己的名字,并等待 1 11 秒后再执行下一个线程。


五、总结

本文讲解了 Java 中线程插队的语法和应用场景,并给出了样例代码,在下一篇博客中,将讲解 Java 线程让步的问题。


相关文章
|
4月前
|
缓存 Java 调度
Java并发编程:深入解析线程池与Future任务
【7月更文挑战第9天】线程池和Future任务是Java并发编程中非常重要的概念。线程池通过重用线程减少了线程创建和销毁的开销,提高了资源利用率。而Future接口则提供了检查异步任务状态和获取任务结果的能力,使得异步编程更加灵活和强大。掌握这些概念,将有助于我们编写出更高效、更可靠的并发程序。
|
1月前
|
缓存 负载均衡 Java
c++写高性能的任务流线程池(万字详解!)
本文介绍了一种高性能的任务流线程池设计,涵盖多种优化机制。首先介绍了Work Steal机制,通过任务偷窃提高资源利用率。接着讨论了优先级任务,使不同优先级的任务得到合理调度。然后提出了缓存机制,通过环形缓存队列提升程序负载能力。Local Thread机制则通过预先创建线程减少创建和销毁线程的开销。Lock Free机制进一步减少了锁的竞争。容量动态调整机制根据任务负载动态调整线程数量。批量处理机制提高了任务处理效率。此外,还介绍了负载均衡、避免等待、预测优化、减少复制等策略。最后,任务组的设计便于管理和复用多任务。整体设计旨在提升线程池的性能和稳定性。
72 5
|
3月前
|
前端开发 JavaScript 大数据
React与Web Workers:开启前端多线程时代的钥匙——深入探索计算密集型任务的优化策略与最佳实践
【8月更文挑战第31天】随着Web应用复杂性的提升,单线程JavaScript已难以胜任高计算量任务。Web Workers通过多线程编程解决了这一问题,使耗时任务独立运行而不阻塞主线程。结合React的组件化与虚拟DOM优势,可将大数据处理等任务交由Web Workers完成,确保UI流畅。最佳实践包括定义清晰接口、加强错误处理及合理评估任务特性。这一结合不仅提升了用户体验,更为前端开发带来多线程时代的全新可能。
72 1
|
3月前
|
存储 监控 Java
|
4月前
|
Java Linux
Java演进问题之1:1线程模型对于I/O密集型任务如何解决
Java演进问题之1:1线程模型对于I/O密集型任务如何解决
|
3月前
|
Cloud Native Java 调度
项目环境测试问题之线程同步器会造成执行完任务的worker等待的情况如何解决
项目环境测试问题之线程同步器会造成执行完任务的worker等待的情况如何解决
|
3月前
|
Java 测试技术 PHP
父子任务使用不当线程池死锁怎么解决?
在Java多线程编程中,线程池有助于提升性能与资源利用效率,但若父子任务共用同一池,则可能诱发死锁。本文通过一个具体案例剖析此问题:在一个固定大小为2的线程池中,父任务直接调用`outerTask`,而`outerTask`再次使用同一线程池异步调用`innerTask`。理论上,任务应迅速完成,但实际上却超时未完成。经由`jstack`输出的线程调用栈分析发现,线程陷入等待状态,形成“死锁”。原因是子任务需待父任务完成,而父任务则需等待子任务执行完毕以释放线程,从而相互阻塞。此问题在测试环境中不易显现,常在生产环境下高并发时爆发,重启或扩容仅能暂时缓解。
|
4月前
|
设计模式 安全 Java
Java面试题:设计模式如单例模式、工厂模式、观察者模式等在多线程环境下线程安全问题,Java内存模型定义了线程如何与内存交互,包括原子性、可见性、有序性,并发框架提供了更高层次的并发任务处理能力
Java面试题:设计模式如单例模式、工厂模式、观察者模式等在多线程环境下线程安全问题,Java内存模型定义了线程如何与内存交互,包括原子性、可见性、有序性,并发框架提供了更高层次的并发任务处理能力
75 1
|
5月前
|
Java
java线程池执行任务(一次任务、固定间隔时间任务等)
java线程池执行任务(一次任务、固定间隔时间任务等)
295 1
|
5月前
|
存储 测试技术
【工作实践(多线程)】十个线程任务生成720w测试数据对系统进行性能测试
【工作实践(多线程)】十个线程任务生成720w测试数据对系统进行性能测试
55 0
【工作实践(多线程)】十个线程任务生成720w测试数据对系统进行性能测试