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讓線程按順序執(zhí)行8種方法

作者：俊俊的小熊餅干
開(kāi)發(fā) 后端 新聞
本文使用了8種方法實(shí)現(xiàn)在多線程中讓線程按順序運(yùn)行的方法，涉及到多線程中許多常用的方法，不止為了知道如何讓線程按順序運(yùn)行，更是讓讀者對(duì)多線程的使用有更深刻的了解。使用的方法如下:

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一.前言

本文使用了8種方法實(shí)現(xiàn)在多線程中讓線程按順序運(yùn)行的方法，涉及到多線程中許多常用的方法，不止為了知道如何讓線程按順序運(yùn)行，更是讓讀者對(duì)多線程的使用有更深刻的了解。使用的方法如下:

[1] 使用線程的join方法[

2] 使用主線程的join方法

[3] 使用線程的wait方法

[4] 使用線程的線程池方法

[5] 使用線程的Condition(條件變量)方法

[6] 使用線程的CountDownLatch(倒計(jì)數(shù))方法

[7] 使用線程的CyclicBarrier(回環(huán)柵欄)方法

[8] 使用線程的Semaphore(信號(hào)量)方法

二.實(shí)現(xiàn)

我們下面需要完成這樣一個(gè)應(yīng)用場(chǎng)景：

1.早上;2.測(cè)試人員、產(chǎn)品經(jīng)理、開(kāi)發(fā)人員陸續(xù)的來(lái)公司上班;3.產(chǎn)品經(jīng)理規(guī)劃新需求;4.開(kāi)發(fā)人員開(kāi)發(fā)新需求功能;5.測(cè)試人員測(cè)試新功能。

規(guī)劃需求，開(kāi)發(fā)需求新功能，測(cè)試新功能是一個(gè)有順序的，我們把thread1看做產(chǎn)品經(jīng)理，thread2看做開(kāi)發(fā)人員，thread3看做測(cè)試人員。

1.使用線程的join方法

join():是Theard的方法，作用是調(diào)用線程需等待該join()線程執(zhí)行完成后，才能繼續(xù)用下運(yùn)行。

應(yīng)用場(chǎng)景：當(dāng)一個(gè)線程必須等待另一個(gè)線程執(zhí)行完畢才能執(zhí)行時(shí)可以使用join方法。

讓線程按順序執(zhí)行8種方法

運(yùn)行結(jié)果

 

  1. 產(chǎn)品經(jīng)理來(lái)上班了 
  2.  
  3. 測(cè)試人員來(lái)上班了 
  4.  
  5. 開(kāi)發(fā)人員來(lái)上班了 
  6.  
  7. 開(kāi)發(fā)人員和測(cè)試人員休息會(huì)… 
  8.  
  9. 產(chǎn)品經(jīng)理正在規(guī)劃新需求… 
  10.  
  11. 產(chǎn)品經(jīng)理新需求規(guī)劃完成! 
  12.  
  13. 測(cè)試人員休息會(huì)… 
  14.  
  15. 開(kāi)發(fā)人員開(kāi)發(fā)新需求功能 
  16.  
  17. 測(cè)試人員測(cè)試新功能 

 

2.使用主線程的join方法

這里是在主線程中使用join()來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)線程的阻塞。

讓線程按順序執(zhí)行8種方法

運(yùn)行結(jié)果

 

  1. 產(chǎn)品經(jīng)理來(lái)上班了 
  2.  
  3. 測(cè)試人員來(lái)上班了 
  4.  
  5. 開(kāi)發(fā)人員來(lái)上班了 
  6.  
  7. 開(kāi)發(fā)人員和測(cè)試人員休息會(huì)… 
  8.  
  9. 產(chǎn)品經(jīng)理正在規(guī)劃新需求… 
  10.  
  11. 產(chǎn)品經(jīng)理新需求規(guī)劃完成! 
  12.  
  13. 測(cè)試人員休息會(huì)… 
  14.  
  15. 開(kāi)發(fā)人員開(kāi)發(fā)新需求功能 
  16.  
  17. 測(cè)試人員測(cè)試新功能 

 

3.使用線程的wait方法

wait():是Object的方法，作用是讓當(dāng)前線程進(jìn)入等待狀態(tài)，同時(shí)，wait()也會(huì)讓當(dāng)前線程釋放它所持有的鎖。“直到其他線程調(diào)用此對(duì)象的 notify() 方法或 notifyAll() 方法”，當(dāng)前線程被喚醒(進(jìn)入“就緒狀態(tài)”)

notify()和notifyAll():是Object的方法，作用則是喚醒當(dāng)前對(duì)象上的等待線程;notify()是喚醒單個(gè)線程，而notifyAll()是喚醒所有的線程。

wait(long timeout):讓當(dāng)前線程處于“等待(阻塞)狀態(tài)”，“直到其他線程調(diào)用此對(duì)象的notify()方法或 notifyAll() 方法，或者超過(guò)指定的時(shí)間量”，當(dāng)前線程被喚醒(進(jìn)入“就緒狀態(tài)”)。

應(yīng)用場(chǎng)景：Java實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)者消費(fèi)者的方式。

讓線程按順序執(zhí)行8種方法

 

讓線程按順序執(zhí)行8種方法

運(yùn)行結(jié)果:這里輸出會(huì)有很多種順序，主要是因?yàn)榫€程進(jìn)入的順序，造成鎖住線程的順序不一致。

 

  1. 早上： 
  2.  
  3. 產(chǎn)品經(jīng)理來(lái)上班了 
  4.  
  5. 測(cè)試人員來(lái)上班了 
  6.  
  7. 開(kāi)發(fā)人員來(lái)上班了 
  8.  
  9. 領(lǐng)導(dǎo)吩咐: 
  10.  
  11. 首先，產(chǎn)品經(jīng)理規(guī)劃新需求… 
  12.  
  13. 然后，開(kāi)發(fā)人員開(kāi)發(fā)新需求功能… 
  14.  
  15. 最后，測(cè)試人員測(cè)試新功能… 
  16.  
  17. 產(chǎn)品經(jīng)理規(guī)劃新需求 
  18.  
  19. 開(kāi)發(fā)人員開(kāi)發(fā)新需求功能 
  20.  
  21. 測(cè)試人員測(cè)試新功能 

 

4.使用線程的線程池方法

JAVA通過(guò)Executors提供了四種線程池

  • 單線程化線程池(newSingleThreadExecutor);
  • 可控最大并發(fā)數(shù)線程池(newFixedThreadPool);
  • 可回收緩存線程池(newCachedThreadPool);
  • 支持定時(shí)與周期性任務(wù)的線程池(newScheduledThreadPool)。

單線程化線程池(newSingleThreadExecutor):優(yōu)點(diǎn)，串行執(zhí)行所有任務(wù)。

submit()：提交任務(wù)。

shutdown()：方法用來(lái)關(guān)閉線程池，拒絕新任務(wù)。

應(yīng)用場(chǎng)景:串行執(zhí)行所有任務(wù)。如果這個(gè)唯一的線程因?yàn)楫惓＝Y(jié)束，那么會(huì)有一個(gè)新的線程來(lái)替代它。此線程池保證所有任務(wù)的執(zhí)行順序按照任務(wù)的提交順序執(zhí)行。

讓線程按順序執(zhí)行8種方法

運(yùn)行結(jié)果

 

  1. 早上： 
  2.  
  3. 產(chǎn)品經(jīng)理來(lái)上班了 
  4.  
  5. 測(cè)試人員來(lái)上班了 
  6.  
  7. 開(kāi)發(fā)人員來(lái)上班了 
  8.  
  9. 領(lǐng)導(dǎo)吩咐: 
  10.  
  11. 首先，產(chǎn)品經(jīng)理規(guī)劃新需求… 
  12.  
  13. 然后，開(kāi)發(fā)人員開(kāi)發(fā)新需求功能… 
  14.  
  15. 最后，測(cè)試人員測(cè)試新功能… 
  16.  
  17. 產(chǎn)品經(jīng)理規(guī)劃新需求 
  18.  
  19. 開(kāi)發(fā)人員開(kāi)發(fā)新需求功能 
  20.  
  21. 測(cè)試人員測(cè)試新功能 

 

5.使用線程的Condition(條件變量)方法

Condition(條件變量):通常與一個(gè)鎖關(guān)聯(lián)。需要在多個(gè)Contidion中共享一個(gè)鎖時(shí)，可以傳遞一個(gè)Lock/RLock實(shí)例給構(gòu)造方法，否則它將自己生成一個(gè)RLock實(shí)例。

  • Condition中await()方法類似于Object類中的wait()方法。
  • Condition中await(long time,TimeUnit unit)方法類似于Object類中的wait(long time)方法。
  • Condition中signal()方法類似于Object類中的notify()方法。
  • Condition中signalAll()方法類似于Object類中的notifyAll()方法。

應(yīng)用場(chǎng)景：Condition是一個(gè)多線程間協(xié)調(diào)通信的工具類，使得某個(gè)，或者某些線程一起等待某個(gè)條件(Condition),只有當(dāng)該條件具備( signal 或者 signalAll方法被調(diào)用)時(shí) ，這些等待線程才會(huì)被喚醒，從而重新?tīng)?zhēng)奪鎖。

讓線程按順序執(zhí)行8種方法

 

讓線程按順序執(zhí)行8種方法

運(yùn)行結(jié)果:這里輸出會(huì)有很多種順序，主要是因?yàn)榫€程進(jìn)入的順序，造成鎖住線程的順序不一致

 

  1. 早上： 
  2.  
  3. 產(chǎn)品經(jīng)理來(lái)上班了 
  4.  
  5. 測(cè)試人員來(lái)上班了 
  6.  
  7. 開(kāi)發(fā)人員來(lái)上班了 
  8.  
  9. 領(lǐng)導(dǎo)吩咐: 
  10.  
  11. 首先，產(chǎn)品經(jīng)理規(guī)劃新需求… 
  12.  
  13. 然后，開(kāi)發(fā)人員開(kāi)發(fā)新需求功能… 
  14.  
  15. 最后，測(cè)試人員測(cè)試新功能… 
  16.  
  17. 產(chǎn)品經(jīng)理規(guī)劃新需求 
  18.  
  19. 開(kāi)發(fā)人員開(kāi)發(fā)新需求功能 
  20.  
  21. 測(cè)試人員測(cè)試新功能 

 

6.使用線程的CountDownLatch(倒計(jì)數(shù))方法

CountDownLatch:位于java.util.concurrent包下，利用它可以實(shí)現(xiàn)類似計(jì)數(shù)器的功能。

應(yīng)用場(chǎng)景:比如有一個(gè)任務(wù)C，它要等待其他任務(wù)A,B執(zhí)行完畢之后才能執(zhí)行，此時(shí)就可以利用CountDownLatch來(lái)實(shí)現(xiàn)這種功能了。

讓線程按順序執(zhí)行8種方法

 

讓線程按順序執(zhí)行8種方法

運(yùn)行結(jié)果

 

  1. 早上： 
  2.  
  3. 產(chǎn)品經(jīng)理來(lái)上班了 
  4.  
  5. 測(cè)試人員來(lái)上班了 
  6.  
  7. 開(kāi)發(fā)人員來(lái)上班了 
  8.  
  9. 領(lǐng)導(dǎo)吩咐: 
  10.  
  11. 首先，產(chǎn)品經(jīng)理規(guī)劃新需求… 
  12.  
  13. 然后，開(kāi)發(fā)人員開(kāi)發(fā)新需求功能… 
  14.  
  15. 最后，測(cè)試人員測(cè)試新功能… 
  16.  
  17. 產(chǎn)品經(jīng)理規(guī)劃新需求 
  18.  
  19. 開(kāi)發(fā)人員開(kāi)發(fā)新需求功能 
  20.  
  21. 測(cè)試人員測(cè)試新功能 

 

7.使用CyclicBarrier(回環(huán)柵欄)實(shí)現(xiàn)線程按順序運(yùn)行

CyclicBarrier(回環(huán)柵欄):通過(guò)它可以實(shí)現(xiàn)讓一組線程等待至某個(gè)狀態(tài)之后再全部同時(shí)執(zhí)行。叫做回環(huán)是因?yàn)楫?dāng)所有等待線程都被釋放以后，CyclicBarrier可以被重用。我們暫且把這個(gè)狀態(tài)就叫做barrier，當(dāng)調(diào)用await()方法之后，線程就處于barrier了。

應(yīng)用場(chǎng)景:公司組織春游,等待所有的員工到達(dá)集合地點(diǎn)才能出發(fā)，每個(gè)人到達(dá)后進(jìn)入barrier狀態(tài)。都到達(dá)后，喚起大家一起出發(fā)去旅行。

讓線程按順序執(zhí)行8種方法

 

讓線程按順序執(zhí)行8種方法

運(yùn)行結(jié)果

 

  1. 早上： 
  2.  
  3. 產(chǎn)品經(jīng)理來(lái)上班了 
  4.  
  5. 測(cè)試人員來(lái)上班了 
  6.  
  7. 開(kāi)發(fā)人員來(lái)上班了 
  8.  
  9. 領(lǐng)導(dǎo)吩咐: 
  10.  
  11. 首先，產(chǎn)品經(jīng)理規(guī)劃新需求… 
  12.  
  13. 然后，開(kāi)發(fā)人員開(kāi)發(fā)新需求功能… 
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  15. 最后，測(cè)試人員測(cè)試新功能… 
  16.  
  17. 產(chǎn)品經(jīng)理規(guī)劃新需求 
  18.  
  19. 開(kāi)發(fā)人員開(kāi)發(fā)新需求功能 
  20.  
  21. 測(cè)試人員測(cè)試新功能 

 

8.使用Sephmore(信號(hào)量)實(shí)現(xiàn)線程按順序運(yùn)行

Sephmore(信號(hào)量):Semaphore是一個(gè)計(jì)數(shù)信號(hào)量,從概念上將，Semaphore包含一組許可證,如果有需要的話，每個(gè)acquire()方法都會(huì)阻塞，直到獲取一個(gè)可用的許可證,每個(gè)release()方法都會(huì)釋放持有許可證的線程，并且歸還Semaphore一個(gè)可用的許可證。然而，實(shí)際上并沒(méi)有真實(shí)的許可證對(duì)象供線程使用，Semaphore只是對(duì)可用的數(shù)量進(jìn)行管理維護(hù)。

acquire():當(dāng)前線程嘗試去阻塞的獲取1個(gè)許可證,此過(guò)程是阻塞的,當(dāng)前線程獲取了1個(gè)可用的許可證，則會(huì)停止等待，繼續(xù)執(zhí)行。

release():當(dāng)前線程釋放1個(gè)可用的許可證。

應(yīng)用場(chǎng)景:Semaphore可以用來(lái)做流量分流，特別是對(duì)公共資源有限的場(chǎng)景，比如數(shù)據(jù)庫(kù)連接。假設(shè)有這個(gè)的需求，讀取幾萬(wàn)個(gè)文件的數(shù)據(jù)到數(shù)據(jù)庫(kù)中，由于文件讀取是IO密集型任務(wù)，可以啟動(dòng)幾十個(gè)線程并發(fā)讀取，但是數(shù)據(jù)庫(kù)連接數(shù)只有10個(gè)，這時(shí)就必須控制最多只有10個(gè)線程能夠拿到數(shù)據(jù)庫(kù)連接進(jìn)行操作。這個(gè)時(shí)候，就可以使用Semaphore做流量控制。

讓線程按順序執(zhí)行8種方法

 

讓線程按順序執(zhí)行8種方法

運(yùn)行結(jié)果

 

  1. 早上： 
  2.  
  3. 產(chǎn)品經(jīng)理來(lái)上班了 
  4.  
  5. 測(cè)試人員來(lái)上班了 
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  7. 開(kāi)發(fā)人員來(lái)上班了 
  8.  
  9. 領(lǐng)導(dǎo)吩咐: 
  10.  
  11. 首先，產(chǎn)品經(jīng)理規(guī)劃新需求… 
  12.  
  13. 然后，開(kāi)發(fā)人員開(kāi)發(fā)新需求功能… 
  14.  
  15. 最后，測(cè)試人員測(cè)試新功能… 
  16.  
  17. 產(chǎn)品經(jīng)理規(guī)劃新需求 
  18.  
  19. 開(kāi)發(fā)人員開(kāi)發(fā)新需求功能 
  20.  
  21. 測(cè)試人員測(cè)試新功能 

 

總結(jié)

看完了這么多種方法，是不是對(duì)多線程有了更深入的了解呢?不妨自己試試吧(代碼拷貝均可運(yùn)行)

使用的場(chǎng)景還有很多，根據(jù)開(kāi)發(fā)需求場(chǎng)景，選擇合適的方法，達(dá)到事半功倍的效果。

 

責(zé)任編輯：華軒 來(lái)源： 博客園
Java產(chǎn)品經(jīng)理人生第一份工作
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