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Java多线程通信:交替打印ABAB实例

作者:buptmumu  发布时间:2022-04-08 06:57:28 

标签:Java,多线程,打印,ABAB

使用wait()和notify()实现Java多线程通信:两个线程交替打印A和B,如ABABAB


public class Test {
 public static void main(String[] args) {
   final PrintAB print = new PrintAB();
   new Thread(new Runnable() {
     public void run(){
       for(int i=0;i<5;i++) {
         print.printA();
         }
         }
   }).start();
   new Thread(new Runnable() {
     public void run() {
       for(int i=0;i<5;i++) {
         print.printB(); }
             }
    }).start();
   }
}
class PrintAB{
 private boolean flag = true;
 public synchronized void printA () {
     while(!flag) {
       try {
         this.wait();
       } catch (InterruptedException e) {
         e.printStackTrace();
              } }
       System.out.print("A");
        flag = false;
        this.notify();
     }
 public synchronized void printB () {
     while(flag) {
       try {
         this.wait();
       } catch (InterruptedException e) {
         e.printStackTrace();
       }
     }
     System.out.print("B");
     flag = true;
     this.notify(); }
}

补充知识:Java多个线程顺序打印数字

要求

启动N个线程, 这N个线程要不间断按顺序打印数字1-N. 将问题简化为3个线程无限循环打印1到3

方法一: 使用synchronized

三个线程无序竞争同步锁, 如果遇上的是自己的数字, 就打印. 这种方式会浪费大量的循环


public class TestSequential1 {
 private volatile int pos = 1;
 private volatile int count = 0;

public void one(int i) {
   synchronized (this) {
     if (pos == i) {
       System.out.println("T-" + i + " " + count);
       pos = i % 3 + 1;
       count = 0;
     } else {
       count++;
     }
   }
 }

public static void main(String[] args) {
   TestSequential1 demo = new TestSequential1();
   for (int i = 1; i <=3; i++) {
     int j = i;
     new Thread(()->{
       while(true) {
         demo.one(j);
       }
     }).start();
   }
 }
}

输出


T-1 0
T-2 5793
T-3 5285
T-1 2616
T-2 33
T-3 28
T-1 22
T-2 44
T-3 6
T-1 881
T-2 118358
T-3 247380
T-1 30803
T-2 29627
T-3 52044
...

方法二: 使用synchronized配合wait()和notifyAll()

竞争同步锁时使用wait()和notifyAll(), 可以避免浪费循环


public class TestSequential4 {
 private volatile int pos = 1;
 private volatile int count = 0;
 private final Object obj = new Object();

public void one(int i) {
   System.out.println(i + " try");
   synchronized (obj) {
     System.out.println(i + " in");
     try {
       while (pos != i) {
         count++;
         System.out.println(i + " wait");
         obj.wait();
       }
       System.out.println("T-" + i + " " + count);
       pos = i % 3 + 1;
       count = 0;
       obj.notifyAll();
     } catch (InterruptedException e) {
       e.printStackTrace();
     }
   }
 }

public static void main(String[] args) {
   TestSequential4 demo = new TestSequential4();
   for (int i = 3; i >=1; i--) {
     int j = i;
     new Thread(()->{
       while(true) {
         demo.one(j);
       }
     }).start();
   }
 }
}

输出


3 try
3 in
3 wait
2 try
2 in
2 wait
1 try
1 in
T-1 2
1 try
1 in
1 wait
T-2 1
2 try
2 in
2 wait
T-3 1
3 try
3 in
3 wait
2 wait
T-1 2
1 try
1 in
1 wait
T-2 1
2 try
2 in
2 wait
T-3 1
3 try
3 in
3 wait
2 wait
T-1 2
1 try
1 in
1 wait
T-2 1
2 try
2 in
2 wait
T-3 1
3 try
3 in
3 wait
2 wait
T-1 2
1 try
1 in
1 wait
T-2 1
2 try
2 in
2 wait
T-3 1
3 try
3 in
3 wait
2 wait
T-1 2
1 try
1 in
1 wait
T-2 1
2 try
2 in
2 wait
T-3 1
3 try
3 in
3 wait
2 wait
T-1 2
1 try
1 in
1 wait
T-2 1
2 try
2 in
2 wait
T-3 1
3 try
3 in
3 wait
2 wait
T-1 2
1 try
1 in
1 wait
T-2 1
2 try
2 in
2 wait
T-3 1
3 try
3 in
3 wait
2 wait
T-1 2
1 try
1 in
1 wait
T-2 1
2 try
2 in
2 wait
T-3 1
3 try
3 in
3 wait
2 wait
T-1 2
1 try
1 in
1 wait
T-2 1
2 try
2 in
2 wait
T-3 1
3 try
3 in
3 wait
2 wait
T-1 2
...

方法三: 使用可重入锁

用Lock做, 非公平锁, 三个线程竞争, 如果遇上的是自己的数字, 就打印. 这种方式也会浪费大量的循环


public class TestSequential2 {
 private final Lock lock = new ReentrantLock();
 private volatile int pos = 1;
 private volatile int count = 0;

public void one(int i) {
   lock.lock();
   if (pos == i) {
     System.out.println("T-" + i + " " + count);
     pos = i % 3 + 1;
     count = 0;
   } else {
     count++;
   }
   lock.unlock();
 }

public static void main(String[] args) {
   TestSequential2 demo = new TestSequential2();
   for (int i = 1; i <=3; i++) {
     int j = i;
     new Thread(()->{
       while(true) {
         demo.one(j);
       }
     }).start();
   }
 }
}

输出


T-1 0
T-2 0
T-3 323
T-1 54
T-2 68964
T-3 97642
T-1 6504
T-2 100603
T-3 6989
T-1 1313
T-2 0
T-3 183741
T-1 233
T-2 5081
T-3 164367
..

方法四: 使用可重入锁, 启用公平锁

和3一样, 但是使用公平锁, 这种情况下基本上可以做到顺序执行, 偶尔会产生多一次循环

private final Lock lock = new ReentrantLock(true);

输出


T-1 0
T-2 0
T-3 0
T-1 0
T-2 0
T-3 0
T-1 0
T-2 0
T-3 0
T-1 0
T-2 0
T-3 1
T-1 1
T-2 1
T-3 1
...

方法五: 使用Condition

每个线程如果看到不是自己的计数, 就await(), 如果是自己的计数, 就完成打印动作, 再signalAll()所有其他线程去继续运行, 自己在下一个循环后, 即使又继续执行, 也会因为计数已经变了而await.

如果ReentrantLock构造参数使用true, 可以基本消除 ~await 这一步的输出.


public class ReentrantLockCondition2 {
 private static Lock lock = new ReentrantLock();
 private static Condition condition = lock.newCondition();
 private volatile int state = 1;

private void handle(int state) {
   lock.lock();
   try {
     while(true) {
       while(this.state != state) {
         System.out.println(state + " ~await");
         condition.await();
       }
       System.out.println(state);
       this.state = state % 3 + 1;
       condition.signalAll();
       System.out.println(state + " await");
       condition.await();
     }
   } catch (InterruptedException e) {
     e.printStackTrace();
   } finally {
     lock.unlock();
   }
 }

public static void main(String[] args) {
   ReentrantLockCondition2 rlc = new ReentrantLockCondition2();
   new Thread(()->rlc.handle(1)).start();
   new Thread(()->rlc.handle(2)).start();
   new Thread(()->rlc.handle(3)).start();
 }
}

方法六: 使用多个Condition

给每个线程不同的condition. 这个和4的区别是, 可以用condition.signal()精确地通知对应的线程继续执行(在对应的condition上await的线程, 可能是多个). 这种情况下是可以多个线程都不unlock锁的情况下进行协作的. 注意下面的while(true)循环是在lock.lock()方法内部的.


public class ReentrantLockCondition {
 private static Lock lock = new ReentrantLock();
 private static Condition[] conditions = {lock.newCondition(), lock.newCondition(), lock.newCondition()};
 private volatile int state = 1;

private void handle(int state) {
   lock.lock();
   try {
     while(true) {
       while(this.state != state) {
         conditions[state - 1].await();
       }
       System.out.println(state);
       this.state = state % 3 + 1;
       conditions[this.state - 1].signal();
       conditions[state - 1].await();
     }
   } catch (InterruptedException e) {
     e.printStackTrace();
   } finally {
     lock.unlock();
   }
 }

public static void main(String[] args) {
   ReentrantLockCondition rlc = new ReentrantLockCondition();
   new Thread(()->rlc.handle(1)).start();
   new Thread(()->rlc.handle(2)).start();
   new Thread(()->rlc.handle(3)).start();
 }
}

来源:https://blog.csdn.net/linyixiao88/article/details/81873578

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