JUC 多线程顺序执行
2015-11-18 00:00
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摘要: 小陈、小韦、小罗 三个人打牌,手里各有一张牌,分别是A、B、C三张牌,三人出牌是异步的,怎么保证三人出牌的顺序始终是ABC?
共享内存
回调函数
管道流
信号量(Semaphore)
因为了节省CPU资源当一个人出牌的时候需要保证其他人是阻塞,而不是轮询的去检查是不是该自己出牌了(上面的共享内存、回调函数等方式),另外这个地方也不能用互斥锁,互斥锁对控制超过2个以上线程的顺序执行是比较困难和繁琐的,当然也可以用thread.join() ,但实际情况中一般不会有线程B内部已知线程A的情况。而Semaphore是可以很容易实现这种控制多线程按顺序执行的场景。
高性能的互斥锁实现(本题有涉及)
限制访问公共资源的线程个数,如只有5个资源,那么同时执行的线程就只能是5个
控制多线程执行流程控制,如:主线程等待所有异步线程执行完毕后再执行、或者多个异步线程的执行顺序(类似本题目)
以上是我想到的三个场景,赘述不对地方欢迎拍砖。
注:版权所有转载请注明出处http://my.oschina.net/u/926166/blog/532338
题目
小陈、小韦、小罗 三个人打牌,手里各有一张牌,分别是A、B、C三张牌,三人出牌是异步的,怎么保证三人出牌的顺序始终是ABC?题目分析
题目考的是多线程之间的通信,线程通信一般有几种方式:共享内存
回调函数
管道流
信号量(Semaphore)
因为了节省CPU资源当一个人出牌的时候需要保证其他人是阻塞,而不是轮询的去检查是不是该自己出牌了(上面的共享内存、回调函数等方式),另外这个地方也不能用互斥锁,互斥锁对控制超过2个以上线程的顺序执行是比较困难和繁琐的,当然也可以用thread.join() ,但实际情况中一般不会有线程B内部已知线程A的情况。而Semaphore是可以很容易实现这种控制多线程按顺序执行的场景。
实现
Semaphore介绍
信号量(Semaphore):Semaphore实现的功能就类似厕所有5个坑,假如有10个人要上厕所,那么同时只能有多少个人去上厕所呢?同时只能有5个人能够占用,当5个人中 的任何一个人让开后,其中等待的另外5个人中又有一个人可以占用了。另外等待的5个人中可以是随机获得优先机会(不公平),也可以是按照先来后到的顺序获得机会(公平:链表维护的顺序,每次取链表头部Node,Node中保存了Thread),这取决于构造Semaphore对象时传入的参数选项(但其实我理解公平不公平的意义好像不大,因为操作系统线程调用是随机的,所以哪个线程先到还不一定,这个不知道基于什么场景设计的*) 。单个信号量的Semaphore对象可以实现互斥锁的功能,并且可以是由一个线程获得了“锁”,再由另一个线程释放“锁”(这个特性很重要),这可应用于死锁恢复的一些场合,另外Semaphore底层是CAS实现的,无锁,无线程上下文切换消耗,性能高。Semaphore原理
实际上Semaphore的原理比较简单,就是CAS,如果不成功就一直尝试,他是没有锁的,看看源码final int nonfairTryAcquireShared(int acquires) { for (;;) { //当前还有多少个资源可用 int available = getState(); //可用资源减去线程索取,如果少于0说明资源不够 进入下一轮循环,直到资源够 int remaining = available - acquires; if (remaining < 0 || compareAndSetState(available, remaining))//CAS原子性操作 return remaining; } }
代码实现
public class SemaphoreTest2 { private final Semaphore semaphoreA = new Semaphore(1); private final Semaphore semaphoreB = new Semaphore(1); private final Semaphore semaphoreC = new Semaphore(1); public void start() throws InterruptedException { //ABC线程启动之前 获取SemaphoreB的1个资源,保证线程A最先执行 semaphoreB.acquire(); //ABC线程启动之前 获取SemaphoreC的1个资源,保证线程A最先执行 semaphoreC.acquire(); Thread a=new Thread(new Runnable(){ @Override public void run() { while (true){ try { semaphoreA.acquire(); System.out.print("A"); //之前说的特性:可以在ThreadA释放ThreadB的Semaphore资源, 下同 semaphoreB.release(); } catch (InterruptedException e) { e.printStackTrace(); } } } }); Thread b=new Thread(new Runnable(){ @Override public void run() { while (true){ try { semaphoreB.acquire(); System.out.print("B"); semaphoreC.release(); } catch (InterruptedException e) { e.printStackTrace(); } } } }); Thread c=new Thread(new Runnable(){ @Override public void run() { while (true){ try { semaphoreC.acquire(); System.out.println("C"); semaphoreA.release(); } catch (InterruptedException e) { e.printStackTrace(); } } } }); c.start(); b.start(); a.start(); } public static final void main(String arsg[]) throws InterruptedException { SemaphoreTest2 semaphoreTest2=new SemaphoreTest2(); semaphoreTest2.start(); } }
Semaphore总结
Semaphore常用的场景:高性能的互斥锁实现(本题有涉及)
限制访问公共资源的线程个数,如只有5个资源,那么同时执行的线程就只能是5个
控制多线程执行流程控制,如:主线程等待所有异步线程执行完毕后再执行、或者多个异步线程的执行顺序(类似本题目)
以上是我想到的三个场景,赘述不对地方欢迎拍砖。
注:版权所有转载请注明出处http://my.oschina.net/u/926166/blog/532338
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