Java多线程2-线程协作、Timer和TimerTask
2013-06-17 14:51
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/article/2581122.html
线程协作
生产者/消费者模式是一个经典的线程同步以及通信的模型。
假设有这样一种情况,有一个盘子,盘子里只能放一个鸡蛋,A线程专门往盘子里放鸡蛋,如果盘子里有鸡蛋,则一直等到盘子里没鸡蛋,B线程专门从盘子里取鸡蛋,如果盘子里没鸡蛋,则一直等到盘子里有鸡蛋。这里盘子是一个互斥区,每次放鸡蛋是互斥的,每次取鸡蛋也是互斥的,A线程放鸡蛋,如果这时B线程要取鸡蛋,由于A没有释放锁,B线程处于等待状态,进入阻塞队列,放鸡蛋之后,要通知B线程取鸡蛋,B线程进入就绪队列,反过来,B线程取鸡蛋,如果A线程要放鸡蛋,由于B线程没有释放锁,A线程处于等待状态,进入阻塞队列,取鸡蛋之后,要通知A线程放鸡蛋,A线程进入就绪队列。我们希望当盘子里有鸡蛋时,A线程阻塞,B线程就绪,盘子里没鸡蛋时,A线程就绪,B线程阻塞,代码如下:
[java] view
plaincopyprint?
import java.util.ArrayList;
import java.util.List;
/** 定义一个盘子类,可以放鸡蛋和取鸡蛋 */
public class Plate {
/** 装鸡蛋的盘子 */
List<Object> eggs = new ArrayList<Object>();
/** 取鸡蛋 */
public synchronized Object getEgg() {
while (eggs.size() == 0) {
try {
wait();
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
}
Object egg = eggs.get(0);
eggs.clear();// 清空盘子
notify();// 唤醒阻塞队列的某线程到就绪队列
System.out.println("拿到鸡蛋");
return egg;
}
/** 放鸡蛋 */
public synchronized void putEgg(Object egg) {
while (eggs.size() > 0) {
try {
wait();
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
}
eggs.add(egg);// 往盘子里放鸡蛋
notify();// 唤醒阻塞队列的某线程到就绪队列
System.out.println("放入鸡蛋");
}
static class AddThread extends Thread {
private Plate plate;
private Object egg = new Object();
public AddThread(Plate plate) {
this.plate = plate;
}
public void run() {
plate.putEgg(egg);
}
}
static class GetThread extends Thread {
private Plate plate;
public GetThread(Plate plate) {
this.plate = plate;
}
public void run() {
plate.getEgg();
}
}
public static void main(String args[]) {
Plate plate = new Plate();
for(int i = 0; i < 10; i++) {
new Thread(new AddThread(plate)).start();
new Thread(new GetThread(plate)).start();
}
}
}
输出结果:
[java] view
plaincopyprint?
放入鸡蛋
拿到鸡蛋
放入鸡蛋
拿到鸡蛋
放入鸡蛋
拿到鸡蛋
放入鸡蛋
拿到鸡蛋
放入鸡蛋
拿到鸡蛋
放入鸡蛋
拿到鸡蛋
放入鸡蛋
拿到鸡蛋
放入鸡蛋
拿到鸡蛋
放入鸡蛋
拿到鸡蛋
放入鸡蛋
拿到鸡蛋
8 l程序开始,A线程判断盘子是否为空,放入一个鸡蛋,并且唤醒在阻塞队列的一个线程,阻塞队列为空;假设CPU又调度了一个A线程,盘子非空,执行等待,这个A线程进入阻塞队列;然后一个B线程执行,盘子非空,取走鸡蛋,并唤醒阻塞队列的A线程,A线程进入就绪队列,此时就绪队列就一个A线程,马上执行,放入鸡蛋;如果再来A线程重复第一步,在来B线程重复第二步,整个过程就是生产者(A线程)生产鸡蛋,消费者(B线程)消费鸡蛋。
下面讲述了一个线程通信的,在此也分享一下。
题目:子线程循环10次,主线程循环100次,如此循环100次。
[java] view
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public class ThreadTest2 {
public static void main(String[] args) {
final Business business = new Business();
new Thread(new Runnable() {
@Override
public void run() {
threadExecute(business, "sub");
}
}).start();
threadExecute(business, "main");
}
public static void threadExecute(Business business, String threadType) {
for(int i = 0; i < 100; i++) {
try {
if("main".equals(threadType)) {
business.main(i);
} else {
business.sub(i);
}
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
}
}
}
class Business {
private boolean bool = true;
public synchronized void main(int loop) throws InterruptedException {
while(bool) {
this.wait();
}
for(int i = 0; i < 100; i++) {
System.out.println("main thread seq of " + i + ", loop of " + loop);
}
bool = true;
this.notify();
}
public synchronized void sub(int loop) throws InterruptedException {
while(!bool) {
this.wait();
}
for(int i = 0; i < 10; i++) {
System.out.println("sub thread seq of " + i + ", loop of " + loop);
}
bool = false;
this.notify();
}
}
大家注意到没有,在调用wait方法时,都是用while判断条件的,而不是if,在wait方法说明中,也推荐使用while,因为在某些特定的情况下,线程有可能被假唤醒,使用while会循环检测更稳妥。
Timer和TimerTask可以做为实现线程的第三种方式,前两中方式分别是继承自Thread类和实现Runnable接口。
Timer是一种线程设施,用于安排以后在后台线程中执行的任务。可安排任务执行一次,或者定期重复执行,可以看成一个定时器,可以调度TimerTask。TimerTask是一个抽象类,实现了Runnable接口,所以具备了多线程的能力。
一个Timer可以调度任意多个TimerTask,它会将TimerTask存储在一个队列中,顺序调度,如果想两个TimerTask并发执行,则需要创建两个Timer。下面来看一个简单的例子:
[java] view
plaincopyprint?
import java.util.Timer;
import java.util.TimerTask;
public class TimerTest {
static class MyTimerTask1 extends TimerTask {
public void run() {
System.out.println("爆炸!!!");
}
}
public static void main(String[] args) {
Timer timer = new Timer();
timer.schedule(new MyTimerTask1(), 2000);// 两秒后启动任务
}
}
schedule是Timer调度任务的方法,Timer重构了四个schedule方法,具体可以查看JDK API。
看一个稍复杂的例子,假设有这样一种需求,实现一个连环炸弹,2秒后爆炸一次,3秒后爆炸一次,如此循环下去,这就需要创建两个任务,互相调度,代码如下:
[java] view
plaincopyprint?
import java.util.Date;
import java.util.Timer;
import java.util.TimerTask;
public class TimerTest {
static class MyTimerTask1 extends TimerTask {
public void run() {
System.out.println("爆炸!!!");
new Timer().schedule(new MyTimerTask2(), 2000);
}
}
static class MyTimerTask2 extends TimerTask {
public void run() {
System.out.println("爆炸!!!");
new Timer().schedule(new MyTimerTask1(), 3000);
}
}
public static void main(String[] args) {
Timer timer = new Timer();
timer.schedule(new MyTimerTask2(), 2000);
while(true) {
System.out.println(new Date().getSeconds());
try {
Thread.sleep(1000);
} catch (InterruptedException e) {
// TODO Auto-generated catch block
e.printStackTrace();
}
}
}
}
线程协作
生产者/消费者模式是一个经典的线程同步以及通信的模型。
假设有这样一种情况,有一个盘子,盘子里只能放一个鸡蛋,A线程专门往盘子里放鸡蛋,如果盘子里有鸡蛋,则一直等到盘子里没鸡蛋,B线程专门从盘子里取鸡蛋,如果盘子里没鸡蛋,则一直等到盘子里有鸡蛋。这里盘子是一个互斥区,每次放鸡蛋是互斥的,每次取鸡蛋也是互斥的,A线程放鸡蛋,如果这时B线程要取鸡蛋,由于A没有释放锁,B线程处于等待状态,进入阻塞队列,放鸡蛋之后,要通知B线程取鸡蛋,B线程进入就绪队列,反过来,B线程取鸡蛋,如果A线程要放鸡蛋,由于B线程没有释放锁,A线程处于等待状态,进入阻塞队列,取鸡蛋之后,要通知A线程放鸡蛋,A线程进入就绪队列。我们希望当盘子里有鸡蛋时,A线程阻塞,B线程就绪,盘子里没鸡蛋时,A线程就绪,B线程阻塞,代码如下:
[java] view
plaincopyprint?
import java.util.ArrayList;
import java.util.List;
/** 定义一个盘子类,可以放鸡蛋和取鸡蛋 */
public class Plate {
/** 装鸡蛋的盘子 */
List<Object> eggs = new ArrayList<Object>();
/** 取鸡蛋 */
public synchronized Object getEgg() {
while (eggs.size() == 0) {
try {
wait();
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
}
Object egg = eggs.get(0);
eggs.clear();// 清空盘子
notify();// 唤醒阻塞队列的某线程到就绪队列
System.out.println("拿到鸡蛋");
return egg;
}
/** 放鸡蛋 */
public synchronized void putEgg(Object egg) {
while (eggs.size() > 0) {
try {
wait();
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
}
eggs.add(egg);// 往盘子里放鸡蛋
notify();// 唤醒阻塞队列的某线程到就绪队列
System.out.println("放入鸡蛋");
}
static class AddThread extends Thread {
private Plate plate;
private Object egg = new Object();
public AddThread(Plate plate) {
this.plate = plate;
}
public void run() {
plate.putEgg(egg);
}
}
static class GetThread extends Thread {
private Plate plate;
public GetThread(Plate plate) {
this.plate = plate;
}
public void run() {
plate.getEgg();
}
}
public static void main(String args[]) {
Plate plate = new Plate();
for(int i = 0; i < 10; i++) {
new Thread(new AddThread(plate)).start();
new Thread(new GetThread(plate)).start();
}
}
}
输出结果:
[java] view
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放入鸡蛋
拿到鸡蛋
放入鸡蛋
拿到鸡蛋
放入鸡蛋
拿到鸡蛋
放入鸡蛋
拿到鸡蛋
放入鸡蛋
拿到鸡蛋
放入鸡蛋
拿到鸡蛋
放入鸡蛋
拿到鸡蛋
放入鸡蛋
拿到鸡蛋
放入鸡蛋
拿到鸡蛋
放入鸡蛋
拿到鸡蛋
8 l程序开始,A线程判断盘子是否为空,放入一个鸡蛋,并且唤醒在阻塞队列的一个线程,阻塞队列为空;假设CPU又调度了一个A线程,盘子非空,执行等待,这个A线程进入阻塞队列;然后一个B线程执行,盘子非空,取走鸡蛋,并唤醒阻塞队列的A线程,A线程进入就绪队列,此时就绪队列就一个A线程,马上执行,放入鸡蛋;如果再来A线程重复第一步,在来B线程重复第二步,整个过程就是生产者(A线程)生产鸡蛋,消费者(B线程)消费鸡蛋。
下面讲述了一个线程通信的,在此也分享一下。
题目:子线程循环10次,主线程循环100次,如此循环100次。
[java] view
plaincopyprint?
public class ThreadTest2 {
public static void main(String[] args) {
final Business business = new Business();
new Thread(new Runnable() {
@Override
public void run() {
threadExecute(business, "sub");
}
}).start();
threadExecute(business, "main");
}
public static void threadExecute(Business business, String threadType) {
for(int i = 0; i < 100; i++) {
try {
if("main".equals(threadType)) {
business.main(i);
} else {
business.sub(i);
}
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
}
}
}
class Business {
private boolean bool = true;
public synchronized void main(int loop) throws InterruptedException {
while(bool) {
this.wait();
}
for(int i = 0; i < 100; i++) {
System.out.println("main thread seq of " + i + ", loop of " + loop);
}
bool = true;
this.notify();
}
public synchronized void sub(int loop) throws InterruptedException {
while(!bool) {
this.wait();
}
for(int i = 0; i < 10; i++) {
System.out.println("sub thread seq of " + i + ", loop of " + loop);
}
bool = false;
this.notify();
}
}
大家注意到没有,在调用wait方法时,都是用while判断条件的,而不是if,在wait方法说明中,也推荐使用while,因为在某些特定的情况下,线程有可能被假唤醒,使用while会循环检测更稳妥。
Timer和TimerTask可以做为实现线程的第三种方式,前两中方式分别是继承自Thread类和实现Runnable接口。
Timer是一种线程设施,用于安排以后在后台线程中执行的任务。可安排任务执行一次,或者定期重复执行,可以看成一个定时器,可以调度TimerTask。TimerTask是一个抽象类,实现了Runnable接口,所以具备了多线程的能力。
一个Timer可以调度任意多个TimerTask,它会将TimerTask存储在一个队列中,顺序调度,如果想两个TimerTask并发执行,则需要创建两个Timer。下面来看一个简单的例子:
[java] view
plaincopyprint?
import java.util.Timer;
import java.util.TimerTask;
public class TimerTest {
static class MyTimerTask1 extends TimerTask {
public void run() {
System.out.println("爆炸!!!");
}
}
public static void main(String[] args) {
Timer timer = new Timer();
timer.schedule(new MyTimerTask1(), 2000);// 两秒后启动任务
}
}
schedule是Timer调度任务的方法,Timer重构了四个schedule方法,具体可以查看JDK API。
看一个稍复杂的例子,假设有这样一种需求,实现一个连环炸弹,2秒后爆炸一次,3秒后爆炸一次,如此循环下去,这就需要创建两个任务,互相调度,代码如下:
[java] view
plaincopyprint?
import java.util.Date;
import java.util.Timer;
import java.util.TimerTask;
public class TimerTest {
static class MyTimerTask1 extends TimerTask {
public void run() {
System.out.println("爆炸!!!");
new Timer().schedule(new MyTimerTask2(), 2000);
}
}
static class MyTimerTask2 extends TimerTask {
public void run() {
System.out.println("爆炸!!!");
new Timer().schedule(new MyTimerTask1(), 3000);
}
}
public static void main(String[] args) {
Timer timer = new Timer();
timer.schedule(new MyTimerTask2(), 2000);
while(true) {
System.out.println(new Date().getSeconds());
try {
Thread.sleep(1000);
} catch (InterruptedException e) {
// TODO Auto-generated catch block
e.printStackTrace();
}
}
}
}
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