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让线程按顺序执行8种方法

简介:   本文使用了7中方法实现在多线程中让线程按顺序运行的方法,涉及到多线程中许多常用的方法,不止为了知道如何让线程按顺序运行,更是让读者对多线程的使用有更深刻的了解。 使用的方法如下:
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  本文使用了7中方法实现在多线程中让线程按顺序运行的方法,涉及到多线程中许多常用的方法,不止为了知道如何让线程按顺序运行,更是让读者对多线程的使用有更深刻的了解。 使用的方法如下:

  [1] 使用线程的join方法[2] 使用主线程的join方法[3] 使用线程的wait方法[4] 使用线程的线程池方法[5] 使用线程的Condition(条件变量)方法[6] 使用线程的CountDownLatch(倒计数)方法[7] 使用线程的CyclicBarrier(回环栅栏)方法[8] 使用线程的Semaphore(信号量)方法

  我们下面需要完成这样一个应用场景:

  1.早上;2.测试人员、产品经理、开发人员陆续的来公司上班;3.产品经理规划新需求;4.开发人员开发新需求功能;5.测试人员测试新功能。

  规划需求,开发需求新功能,测试新功能是一个有顺序的,我们把thread1看做产品经理,thread2看做开发人员,thread3看做测试人员。

  1.使用线程的join方法

  join():是Theard的方法,作用是调用线程需等待该join()线程执行完成后,才能继续用下运行。

  应用场景:当一个线程必须等待另一个线程执行完毕才能执行时可以使用join方法。

  package com.wwj.javabase.thread.order;

  /**

  * @author wwj

  * 通过子程序join使线程按顺序执行

  */

  public class ThreadJoinDemo {

  public static void main(String[] args) {

  final Thread thread1=new Thread(new Runnable() {

  @Override

  public void run() {

  System.out.println("产品经理规划新需求");

  }

  });

  final Thread thread2=new Thread(new Runnable() {

  @Override

  public void run() {

  try {

  thread1.join();

  System.out.println("开发人员开发新需求功能");

  } catch (InterruptedException e) {

  e.printStackTrace();

  }

  }

  });

  Thread thread3=new Thread(new Runnable() {

  @Override

  public void run() {

  try {

  thread2.join();

  System.out.println("测试人员测试新功能");

  } catch (InterruptedException e) {

  e.printStackTrace();

  }

  }

  });

  System.out.println("早上:");

  System.out.println("测试人员来上班了...");

  thread3.start();

  System.out.println("产品经理来上班了...");

  thread1.start();

  System.out.println("开发人员来上班了...");

  thread2.start();

  }

  }

  运行结果

  早上:

  测试人员来上班了...

  产品经理来上班了...

  开发人员来上班了...

  产品经理规划新需求

  开发人员开发新需求功能

  测试人员测试新功能

  2.使用主线程的join方法

  这里是在主线程中使用join()来实现对线程的阻塞。

  package com.wwj.javabase.thread.order;

  /**

  * @author wwj

  * 通过主程序join使线程按顺序执行

  */

  public class ThreadMainJoinDemo {

  public static void main(String[] args) throws Exception {

  final Thread thread1=new Thread(new Runnable() {

  @Override

  public void run() {

  System.out.println("产品经理正在规划新需求...");

  }

  });

  final Thread thread2=new Thread(new Runnable() {

  @Override

  public void run() {

  System.out.println("开发人员开发新需求功能");

  }

  });

  final Thread thread3=new Thread(new Runnable() {

  @Override

  public void run() {

  System.out.println("测试人员测试新功能");

  }

  });

  System.out.println("早上:");

  System.out.println("产品经理来上班了");

  System.out.println("测试人员来上班了");

  System.out.println("开发人员来上班了");

  thread1.start();

  //在父进程调用子进程的join()方法后,父进程需要等待子进程运行完再继续运行。

  System.out.println("开发人员和测试人员休息会...");

  thread1.join();

  System.out.println("产品经理新需求规划完成!");

  thread2.start();

  System.out.println("测试人员休息会...");

  thread2.join();

  thread3.start();

  }

  }

  运行结果

  产品经理来上班了

  测试人员来上班了

  开发人员来上班了

  开发人员和测试人员休息会...

  产品经理正在规划新需求...

  产品经理新需求规划完成!

  测试人员休息会...

  开发人员开发新需求功能

  测试人员测试新功能

  3.使用线程的wait方法

  wait():是Object的方法,作用是让当前线程进入等待状态,同时,wait()也会让当前线程释放它所持有的锁。“直到其他线程调用此对象的 notify() 方法或 notifyAll() 方法”,当前线程被唤醒(进入“就绪状态”)

  notify()和notifyAll():是Object的方法,作用则是唤醒当前对象上的等待线程;notify()是唤醒单个线程,而notifyAll()是唤醒所有的线程。

  wait(long timeout):让当前线程处于“等待(阻塞)状态”,“直到其他线程调用此对象的notify()方法或 notifyAll() 方法,或者超过指定的时间量”,当前线程被唤醒(进入“就绪状态”)。

  应用场景:Java实现生产者消费者的方式。

  package com.wwj.javabase.thread.order;

  /**

  * @author wwj

  */

  public class ThreadWaitDemo {

  private static Object myLock1=new Object();

  private static Object myLock2=new Object();

  /**

  * 为什么要加这两个标识状态?

  * 如果没有状态标识,当t1已经运行完了t2才运行,t2在等待t1唤醒导致t2永远处于等待状态

  */

  private static Boolean t1Run=false;

  private static Boolean t2Run=false;

  public static void main(String[] args) {

  final Thread thread1=new Thread(new Runnable() {

  @Override

  public void run() {

  synchronized (myLock1){

  System.out.println("产品经理规划新需求...");

  t1Run=true;

  myLock1.notify();

  }

  }

  });

  final Thread thread2=new Thread(new Runnable() {

  @Override

  public void run() {

  synchronized (myLock1){

  try {

  if(!t1Run){

  System.out.println("开发人员先休息会...");

  myLock1.wait();

  }

  synchronized (myLock2){

  System.out.println("开发人员开发新需求功能");

  myLock2.notify();

  }

  } catch (InterruptedException e) {

  e.printStackTrace();

  }

  }

  }

  });

  Thread thread3=new Thread(new Runnable() {

  @Override

  public void run() {

  synchronized (myLock2){

  try {

  if(!t2Run){

  System.out.println("测试人员先休息会...");

  myLock2.wait();

  }

  System.out.println("测试人员测试新功能");

  } catch (InterruptedException e) {

  e.printStackTrace();

  }

  }

  }

  });

  System.out.println("早上:");

  System.out.println("测试人员来上班了...");

  thread3.start();

  System.out.println("产品经理来上班了...");

  thread1.start();

  System.out.println("开发人员来上班了...");

  thread2.start();

  }

  }

  运行结果:这里输出会有很多种顺序,主要是因为线程进入的顺序,造成锁住线程的顺序不一致。

  早上:

  测试人员来上班了...

  产品经理来上班了...

  开发人员来上班了...

  测试人员先休息会...

  产品经理规划新需求...

  开发人员开发新需求功能

  测试人员测试新功能

  4.使用线程的线程池方法

  JAVA通过Executors提供了四种线程池

  单线程化线程池(newSingleThreadExecutor);可控最大并发数线程池(newFixedThreadPool);可回收缓存线程池(newCachedThreadPool);支持定时与周期性任务的线程池(newScheduledThreadPool)。

  单线程化线程池(newSingleThreadExecutor):优点,串行执行所有任务。

  submit():提交任务。

  shutdown():方法用来关闭线程池,拒绝新任务。

  应用场景:串行执行所有任务。如果这个唯一的线程因为异常结束,那么会有一个新的线程来替代它。此线程池保证所有任务的执行顺序按照任务的提交顺序执行。

  package com.wwj.javabase.thread.order;

  import java.util.concurrent.ExecutorService;

  import java.util.concurrent.Executors;

  /**

  * @author wwj

  * 通过SingleThreadExecutor让线程按顺序执行

  */

  public class ThreadPoolDemo {

  static ExecutorService executorService=Executors.newSingleThreadExecutor();

  public static void main(String[] args) throws Exception {

  final Thread thread1=new Thread(new Runnable() {

  @Override

  public void run() {

  System.out.println("产品经理规划新需求");

  }

  });

  final Thread thread2=new Thread(new Runnable() {

  @Override

  public void run() {

  System.out.println("开发人员开发新需求功能");

  }

  });

  Thread thread3=new Thread(new Runnable() {

  @Override

  public void run() {

  System.out.println("测试人员测试新功能");

  }

  });

  System.out.println("早上:");

  System.out.println("产品经理来上班了");

  System.out.println("测试人员来上班了");

  System.out.println("开发人员来上班了");

  System.out.println("领导吩咐:");

  System.out.println("首先,产品经理规划新需求...");

  executorService.submit(thread1);

  System.out.println("然后,开发人员开发新需求功能...");

  executorService.submit(thread2);

  System.out.println("最后,测试人员测试新功能...");

  executorService.submit(thread3);

  executorService.shutdown();

  }

  }

  运行结果

  早上:

  产品经理来上班了

  测试人员来上班了

  开发人员来上班了

  领导吩咐:

  首先,产品经理规划新需求...

  然后,开发人员开发新需求功能...

  最后,测试人员测试新功能...

  产品经理规划新需求

  开发人员开发新需求功能

  测试人员测试新功能

  5.使用线程的Condition(条件变量)方法

  Condition(条件变量):通常与一个锁关联。需要在多个Contidion中共享一个锁时,可以传递一个Lock/RLock实例给构造方法,否则它将自己生成一个RLock实例。

  Condition中await()方法类似于Object类中的wait()方法。Condition中await(long time,TimeUnit unit)方法类似于Object类中的wait(long time)方法。Condition中signal()方法类似于Object类中的notify()方法。Condition中signalAll()方法类似于Object类中的notifyAll()方法。

  应用场景:Condition是一个多线程间协调通信的工具类,使得某个,或者某些线程一起等待某个条件(Condition),只有当该条件具备( signal 或者 signalAll方法被带调用)时 ,这些等待线程才会被唤醒,从而重新争夺锁。

  package com.wwj.javabase.thread.order;

  import java.util.concurrent.locks.Condition;

  import java.util.concurrent.locks.Lock;

  import java.util.concurrent.locks.ReentrantLock;

  /**

  * @author wwj

  * 使用Condition(条件变量)实现线程按顺序运行

  */

  public class ThreadConditionDemo {

  private static Lock lock=new ReentrantLock();

  private static Condition condition1=lock.newCondition();

  private static Condition condition2=lock.newCondition();

  /**

  * 为什么要加这两个标识状态?

  * 如果没有状态标识,当t1已经运行完了t2才运行,t2在等待t1唤醒导致交易t2永远处于等待状态

  */

  private static Boolean t1Run=false;

  private static Boolean t2Run=false;

  public static void main(String[] args) {

  final Thread thread1=new Thread(new Runnable() {

  @Override

  public void run() {

  lock.lock();

  System.out.println("产品经理规划新需求");

  t1Run=true;

  condition1.signal();

  lock.unlock();

  }

  });

  final Thread thread2=new Thread(new Runnable() {

  @Override

  public void run() {

  lock.lock();

  try {

  if(!t1Run){

  System.out.println("开发人员先休息会...");

  condition1.await();

  }

  System.out.println("开发人员开发新需求功能");

  t2Run=true;

  condition2.signal();

  } catch (InterruptedException e) {

  e.printStackTrace();

  }

  lock.unlock();

  }

  });

  Thread thread3=new Thread(new Runnable() {

  @Override

  public void run() {

  lock.lock();

  try {

  if(!t2Run){

  System.out.println("测试人员先休息会...");

  condition2.await();

  }

  System.out.println("测试人员测试新功能");

  lock.unlock();

  } catch (InterruptedException e) {

  e.printStackTrace();

  }

  }

  });

  System.out.println("早上:");

  System.out.println("测试人员来上班了...");

  thread3.start();

  System.out.println("产品经理来上班了...");

  thread1.start();

  System.out.println("开发人员来上班了...");

  thread2.start();

  }

  }

  运行结果:这里输出会有很多种顺序,主要是因为线程进入的顺序,造成锁住线程的顺序不一致

  早上:

  测试人员来上班了...

  产品经理来上班了...

  开发人员来上班了...

  测试人员先休息会...

  产品经理规划新需求

  开发人员开发新需求功能

  测试人员测试新功能

  6.使用线程的CountDownLatch(倒计数)方法

  CountDownLatch:位于java.util.concurrent包下,利用它可以实现类似计数器的功能。

  应用场景:比如有一个任务C,它要等待其他任务A,B执行完毕之后才能执行,此时就可以利用CountDownLatch来实现这种功能了。

  package com.wwj.javabase.thread.order;

  import java.util.concurrent.CountDownLatch;

  /**

  * @author wwj

  * 通过CountDownLatch(倒计数)使线程按顺序执行

  */

  public class ThreadCountDownLatchDemo {

  /**

  * 用于判断线程一是否执行,倒计时设置为1,执行后减1

  */

  private static CountDownLatch c1=new CountDownLatch(1);

  /**

  * 用于判断线程二是否执行,倒计时设置为1,执行后减1

  */

  private static CountDownLatch c2=new CountDownLatch(1);

  public static void main(String[] args) {

  final Thread thread1=new Thread(new Runnable() {

  @Override

  public void run() {

  System.out.println("产品经理规划新需求");

  //对c1倒计时-1

  c1.countDown();

  }

  });

  final Thread thread2=new Thread(new Runnable() {

  @Override

  public void run() {

  try {

  //等待c1倒计时,计时为0则往下运行

  c1.await();

  System.out.println("开发人员开发新需求功能");

  //对c2倒计时-1

  c2.countDown();

  } catch (InterruptedException e) {

  e.printStackTrace();

  }

  }

  });

  Thread thread3=new Thread(new Runnable() {

  @Override

  public void run() {

  try {

  //等待c2倒计时,计时为0则往下运行

  c2.await();

  System.out.println("测试人员测试新功能");

  } catch (InterruptedException e) {

  e.printStackTrace();

  }

  }

  });

  System.out.println("早上:");

  System.out.println("测试人员来上班了...");

  thread3.start();

  System.out.println("产品经理来上班了...");

  thread1.start();

  System.out.println("开发人员来上班了...");

  thread2.start();

  }

  }

  运行结果

  早上:

  测试人员来上班了...

  产品经理来上班了...

  开发人员来上班了...

  产品经理规划新需求

  开发人员开发新需求功能

  测试人员测试新功能

  7.使用CyclicBarrier(回环栅栏)实现线程按顺序运行

  CyclicBarrier(回环栅栏):通过它可以实现让一组线程等待至某个状态之后再全部同时执行。叫做回环是因为当所有等待线程都被释放以后,CyclicBarrier可以被重用。我们暂且把这个状态就叫做barrier,当调用await()方法之后,线程就处于barrier了。

  应用场景:公司组织春游,等待所有的员工到达集合地点才能出发,每个人到达后进入barrier状态。都到达后,唤起大家一起出发去旅行。

  package com.wwj.javabase.thread.order;

  import java.util.concurrent.BrokenBarrierException;

  import java.util.concurrent.CyclicBarrier;

  /**

  * @author wwj

  * 使用CyclicBarrier(回环栅栏)实现线程按顺序运行

  */

  public class CyclicBarrierDemo {

  static CyclicBarrier barrier1=new CyclicBarrier(2);

  static CyclicBarrier barrier2=new CyclicBarrier(2);

  public static void main(String[] args) {

  final Thread thread1=new Thread(new Runnable() {

  @Override

  public void run() {

  try {

  System.out.println("产品经理规划新需求");

  //放开栅栏1

  barrier1.await();

  } catch (InterruptedException e) {

  e.printStackTrace();

  } catch (BrokenBarrierException e) {

  e.printStackTrace();

  }

  }

  });

  final Thread thread2=new Thread(new Runnable() {

  @Override

  public void run() {

  try {

  //放开栅栏1

  barrier1.await();

  System.out.println("开发人员开发新需求功能");

  //放开栅栏2

  barrier2.await();

  } catch (InterruptedException e) {

  e.printStackTrace();

  } catch (BrokenBarrierException e) {

  e.printStackTrace();

  }

  }

  });

  final Thread thread3=new Thread(new Runnable() {

  @Override

  public void run() {

  try {

  //放开栅栏2

  barrier2.await();

  System.out.println("测试人员测试新功能");

  } catch (InterruptedException e) {

  e.printStackTrace();

  } catch (BrokenBarrierException e) {

  e.printStackTrace();

  }

  }

  });

  System.out.println("早上:");

  System.out.println("测试人员来上班了...");

  thread3.start();

  System.out.println("产品经理来上班了...");

  thread1.start();

  System.out.println("开发人员来上班了...");

  thread2.start();

  }

  }

  运行结果

  早上:

  测试人员来上班了...

  产品经理来上班了...

  开发人员来上班了...

  产品经理规划新需求

  开发人员开发新需求功能

  测试人员测试新功能

  8.使用Sephmore(信号量)实现线程按顺序运行

  Sephmore(信号量):Semaphore是一个计数信号量,从概念上将,Semaphore包含一组许可证,如果有需要的话,每个acquire()方法都会阻塞,直到获取一个可用的许可证,每个release()方法都会释放持有许可证的线程,并且归还Semaphore一个可用的许可证。然而,实际上并没有真实的许可证对象供线程使用,Semaphore只是对可用的数量进行管理维护。

  acquire():当前线程尝试去阻塞的获取1个许可证,此过程是阻塞的,当前线程获取了1个可用的许可证,则会停止等待,继续执行。

  release():当前线程释放1个可用的许可证。

  应用场景:Semaphore可以用来做流量分流,特别是对公共资源有限的场景,比如数据库连接。假设有这个的需求,读取几万个文件的数据到数据库中,由于文件读取是IO密集型任务,可以启动几十个线程并发读取,但是数据库连接数只有10个,这时就必须控制最多只有10个线程能够拿到数据库连接进行操作。这个时候,就可以使用Semaphore做流量控制。

  package com.wwj.javabase.thread.order;

  import java.util.concurrent.Semaphore;

  /**

  * @author wwj

  * 使用Sephmore(信号量)实现线程按顺序运行

  */

  public class SemaphoreDemo {

  private static Semaphore semaphore1=new Semaphore(1);

  private static Semaphore semaphore2=new Semaphore(1);

  public static void main(String[] args) {

  final Thread thread1=new Thread(new Runnable() {

  @Override

  public void run() {

  System.out.println("产品经理规划新需求");

  semaphore1.release();

  }

  });

  final Thread thread2=new Thread(new Runnable() {

  @Override

  public void run() {

  try {

  semaphore1.acquire();

  System.out.println("开发人员开发新需求功能");

  semaphore2.release();

  } catch (InterruptedException e) {

  e.printStackTrace();

  }

  }

  });

  Thread thread3=new Thread(new Runnable() {

  @Override

  public void run() {

  try {

  semaphore2.acquire();

  thread2.join();

  semaphore2.release();

  System.out.println("测试人员测试新功能");

  } catch (InterruptedException e) {

  e.printStackTrace();

  }

  }

  });

  System.out.println("早上:");

  System.out.println("测试人员来上班了...");

  thread3.start();

  System.out.println("产品经理来上班了...");

  thread1.start();

  System.out.println("开发人员来上班了...");

  thread2.start();

  }

  }

  运行结果

  早上:

  测试人员来上班了...

  产品经理来上班了...

  开发人员来上班了...

  产品经理规划新需求

  开发人员开发新需求功能

  测试人员测试新功能

  看完了这么多种方法,是不是对多线程有了更深入的了解呢?不妨自己试试吧(代码拷贝均可运行)

  使用的场景还有很多,根据开发需求场景,选择合适的方法,达到事半功倍的效果。

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