【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。


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