Java多线程的常见使用方式

Java 多线程
Java
发布日期:   2022-06-04
文章字数:   2k
阅读时长:   8 分
阅读次数:  

目录：

  1. Thread.sleep(0)的作用
  2. 让多个线程按照顺序执行
  3. 两个线程交换数据

参考/来源：

Thread.sleep(0) 的作用

在大循环中，常见到：

try{
  ...
  Thread.sleep(0);
  ...
}catch(Exception e){
  ...
}

在线程中，Sleep函数就是告诉操作系统“在未来的多少毫秒内我不参与CPU竞争”，操作系统将时间分片给其他线程。

Thread.Sleep(0)的作用，就是“触发操作系统立刻重新进行一次CPU竞争”。竞争的结果也许是当前线程仍然获得CPU控制权，也许会换成别的线程获得CPU控制权。这也是我们在大循环里面经常会写一句Thread.Sleep(0) ，因为这样就给了其他线程比如Paint线程获得CPU控制权的权力，这样界面就不会假死在那里。

让多个线程按照顺序执行

  1. 在子线程中通过join()方法指定顺序

    通过join()方法使当前线程“阻塞”，等待指定线程执行完毕后继续执行。例如：在线程thread2中，加上一句thread1.join()，其意义在于，当前线程2运行到此行代码时会进入阻塞状态，直到线程thread1执行完毕后，线程thread2才会继续运行，这就保证了线程thread1与线程thread2的运行顺序。

    public class ThreadJoinDemo {
    public static void main(String[] args) throws InterruptedException {
        final Thread thread1 = new Thread(new Runnable() {
            @Override
            public void run() {
                System.out.println("打开冰箱！");
            }
        });
 
        final Thread thread2 = new Thread(new Runnable() {
            @Override
            public void run() {
                try {
                    thread1.join();
                } catch (InterruptedException e) {
                    e.printStackTrace();
                }
                System.out.println("拿出一瓶牛奶！");
            }
        });
 
        final Thread thread3 = new Thread(new Runnable() {
            @Override
            public void run() {
                try {
                    thread2.join();
                } catch (InterruptedException e) {
                    e.printStackTrace();
                }
                System.out.println("关上冰箱！");
            }
        });
 
        //下面三行代码顺序可随意调整，程序运行结果不受影响，因为我们在子线程中通过“join()方法”已经指定了运行顺序。
        thread3.start();
        thread2.start();
        thread1.start();
 
    }
}
/* out
打开冰箱！
拿出一瓶牛奶！
关上冰箱！
*/

  2. 在主线程中通过join()方法指定顺序

    在main函数中通过join()方法让主线程阻塞等待以达到指定顺序执行的目的

    public class ThreadMainJoinDemo {
    public static void main(String[] args) throws InterruptedException {
        final Thread thread1 = new Thread(new Runnable() {
            @Override
            public void run() {
                System.out.println("打开冰箱！");
            }
        });
 
        final Thread thread2 = new Thread(new Runnable() {
            @Override
            public void run() {
                System.out.println("拿出一瓶牛奶！");
            }
        });
 
        final Thread thread3 = new Thread(new Runnable() {
            @Override
            public void run() {
                System.out.println("关上冰箱！");
            }
        });
 
        thread1.start();
        thread1.join();
        thread2.start();
        thread2.join();
        thread3.start();
    }
}
/*
out 
打开冰箱！
拿出一瓶牛奶！
关上冰箱！
*/

  3. 通过倒数计时器CountDownLatch实现

    CountDownLatch通过计数器提供了更灵活的控制，只要检测到计数器为0当前线程就可以往下执行而不用管相应的thread是否执行完毕。

    public class ThreadCountDownLatchDemo {
 
    private static CountDownLatch countDownLatch1 = new CountDownLatch(1);
 
    private static CountDownLatch countDownLatch2 = new CountDownLatch(1);
 
    public static void main(String[] args) {
        final Thread thread1 = new Thread(new Runnable() {
            @Override
            public void run() {
                System.out.println("打开冰箱！");
                countDownLatch1.countDown();
            }
        });
 
        final Thread thread2 = new Thread(new Runnable() {
            @Override
            public void run() {
                try {
                    countDownLatch1.await();
                    System.out.println("拿出一瓶牛奶！");
                    countDownLatch2.countDown();
                } catch (InterruptedException e) {
                    e.printStackTrace();
                }
            }
        });
 
        final Thread thread3 = new Thread(new Runnable() {
            @Override
            public void run() {
                try {
                    countDownLatch2.await();
                    System.out.println("关上冰箱！");
                } catch (InterruptedException e) {
                    e.printStackTrace();
                }
            }
        });
 
        //下面三行代码顺序可随意调整，程序运行结果不受影响
        thread3.start();
        thread1.start();
        thread2.start();
    }
}
/*
out 
打开冰箱！
拿出一瓶牛奶！
关上冰箱！
*/

  4. 通过创建单一化线程池newSingleThreadExecutor()实现

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

    public class ThreadPoolDemo {
 
   static ExecutorService executorService = Executors.newSingleThreadExecutor();
 
    public static void main(String[] args) {
        final Thread thread1 = new Thread(new Runnable() {
            @Override
            public void run() {
                System.out.println("打开冰箱！");
            }
        });
 
        final Thread thread2 =new Thread(new Runnable() {
            @Override
            public void run() {
                System.out.println("拿出一瓶牛奶！");
            }
        });
 
        final Thread thread3 = new Thread(new Runnable() {
            @Override
            public void run() {
                System.out.println("关上冰箱！");
            }
        });
        executorService.submit(thread1);
        executorService.submit(thread2);
        executorService.submit(thread3);
        executorService.shutdown();        //使用完毕记得关闭线程池
    }
 
}
/*
out:
打开冰箱！
拿出一瓶牛奶！
关上冰箱！
*/

两个线程交换数据

通过 JDK 中的 java.util.concurrent.Exchanger 类来实现

Exchanger 简介

Exchanger 就是线程之间的数据交换器，只能用于两个线程之间的数据交换。

Exchanger 提供了两个公开方法：

1、只带泛型 V（交换的数据对象）的方法，线程一直阻塞，直到其他任意线程和它交换数据，或者被线程中断

2、另外一个带时间的方法，如果超过设置时间还没有线程和它交换数据，就会抛出 TimeoutException 异常；

Exchanger 实战

简单数据交换

private static void test1() {
    Exchanger exchanger = new Exchanger();

    new Thread(() -> {
        try {
            Object data = "-公众号Java技术栈AAA";
            System.out.println(Thread.currentThread().getName() + data);

            // 开始交换数据
            data = exchanger.exchange(data);
            System.out.println(Thread.currentThread().getName() + data);
        } catch (InterruptedException e) {
            e.printStackTrace();
        }
    }).start();

    new Thread(() -> {
        try {
            Object data = "-公众号Java技术栈BBB";
            System.out.println(Thread.currentThread().getName() + data);

            // 开始交换数据
            data = exchanger.exchange(data);
            System.out.println(Thread.currentThread().getName() + data);
        } catch (InterruptedException e) {
            e.printStackTrace();
        }
    }).start();
}

这段代码的逻辑：

1、创建并启动两个线程；

2、进行数据交换前先打印出自己线程的数据；

3、进行数据交换；

4、打印数据交换之后的数据；

输出结果：

从结果可以看出，线程 0、1 分别先打印出 A、B，数据交换之后，打印出了 B、A，数据交换正常！

超时数据交换

private static void test2() {
    Exchanger exchanger = new Exchanger();

    new Thread(() -> {
        try {
            Object data = "-公众号Java技术栈AAA";
            System.out.println(Thread.currentThread().getName() + data);

            // 开始交换数据
            data = exchanger.exchange(data, 3000L, TimeUnit.MILLISECONDS);
            System.out.println(Thread.currentThread().getName() + data);
        } catch (Exception e) {
            e.printStackTrace();
        }
    }).start();
}

现在只启动了一个线程，并且设置了超时时间 3 秒。

输出结果：

首先线程输出了自己的数据，然后 3 秒后，并没有其他线程和它交换数据，所以抛出了超时异常，最后线程结束运行。

中断数据交换

线程开始交换数据后，会一直阻塞直到其他任意线程和它交换数据，或者被中断、超时，上面演示了超时，下面这个示例演示一下中断。

private static void test3() {
    Exchanger exchanger = new Exchanger();

    new Thread(() -> {
        try {
            Object data = "-公众号Java技术栈AAA";
            System.out.println(Thread.currentThread().getName() + data);

            // 开始交换数据
            data = exchanger.exchange(data);
            System.out.println(Thread.currentThread().getName() + data);
        } catch (Exception e) {
            e.printStackTrace();
        }
    }).start();
}

结果输出：

默认情况下不带超时设置会一直阻塞运行中……

现在我再加入一段中断的逻辑：

private static void test3() throws InterruptedException {
    Exchanger exchanger = new Exchanger();

    Thread thread = new Thread(() -> {
        try {
            Object data = "-公众号Java技术栈AAA";
            System.out.println(Thread.currentThread().getName() + data);

            // 开始交换数据
            data = exchanger.exchange(data);
            System.out.println(Thread.currentThread().getName() + data);
        } catch (Exception e) {
            e.printStackTrace();
        }
    });

    thread.start();

    // 线程中断
    Thread.sleep(3000L);
    thread.interrupt();
}

主线程休眠 3 秒后，中断该线程。

输出结果：

输出结果 3 秒后，线程被中断了，抛出了中断异常，线程也停止阻塞，最后线程结束运行。

两两数据交换

另外需要知道是，Exchanger 只能用于两个线程之间的数据交换，一个线程开启数据交换之后，会阻塞直到其他任意线程同样开启数据交换达到交换点。

最后来个示例，开启 10 个线程，看它们是怎么两两交换的：

private static void test4() {
    Exchanger exchanger = new Exchanger();

    for (int i = 1; i <= 10; i++) {
        Integer data = i;
        new Thread(() -> {
            try {
                Object exchange = exchanger.exchange(data);
                System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "-" + exchange);
            } catch (InterruptedException e) {
                e.printStackTrace();
            }
        }, "Java技术栈" + i).start();
    }
}

输出结果：

可以看到，10 个线程，都两两交换彼此的数据了。

文章作者: 小小千千
文章链接: https://jason-qianhao.github.io/2022/06/04/java-duo-xian-cheng-de-chang-jian-shi-yong-fang-shi/
版权声明: 本博客所有文章除特別声明外，均采用 CC BY 4.0 许可协议。转载请注明来源 小小千千 !
Java 多线程
赏
评论
  目录