线程题目(实现线程的交替运行)以及类似题目

   日期:2020-06-05     浏览:103    评论:0    
核心提示:我是小康小白,一个平平无奇的Java小白。热爱有趣的文字,生活和远方。个人博客:https://blog.csdn.net/weixin_45791445相信小白这两道道题目对你理解线程的运行和对象锁的概念有很大的帮助。
我是小康小白,一个平平无奇的Java小白。热爱有趣的文字,生活和远方。
个人博客:https://blog.csdn.net/weixin_45791445

编程要求(实现三个线程间隔运行)

实现代码

package step3;

public class MyThread implements Runnable {   
 private String name;
    private Object prev;
    private Object self;

    private MyThread(String name, Object prev, Object self) {
        this.name = name;
        this.prev = prev;
        this.self = self;
    }


    public void run() {
        int count = 5;
        while (count > 0) {
            synchronized (prev) {
                synchronized (self) {
                    System.out.print(name);
                    count--;

                    self.notify();
                }
                try {
                    prev.wait();
                } catch (InterruptedException e) {
                    e.printStackTrace();
                }
            }

        }
        System.exit(0);
    }

    public static void main(String[] args) throws Exception {
        Object a = new Object();
        Object b = new Object();
        Object c = new Object();
        MyThread pa = new MyThread("E", c, a);
        MyThread pb = new MyThread("D", a, b);
        MyThread pc = new MyThread("U", b, c);


        new Thread(pa).start();
        Thread.sleep(100);  
        new Thread(pb).start();
        Thread.sleep(100);
        new Thread(pc).start();
        Thread.sleep(100);
    }

   
}

类似题目(实现两个线程间隔运行)

实现代码

public class MyThread implements Runnable {   
    private String name;   
    private Object prev;   
    private Object self;   
    private MyThread(String name, Object prev, Object self) {   
        this.name = name;   
        this.prev = prev;   
        this.self = self;   
    }   
    public void run() {   
        int count = 5;   
        while (count > 0) {   
            synchronized (prev) {   
                synchronized (self) {   
                    System.out.print(name);   
                    count--;  
                    self.notify();   
                }   
                try {   
                    prev.wait();   
                } catch (InterruptedException e) {   
                     e.printStackTrace();
                }   
            }   
        }  
        System.exit(0);//退出jvm
    }   
    public static void main(String[] args) throws Exception {   
        Object a = new Object();   
        Object b = new Object();   
        MyThread ta = new MyThread("A", b, a);   
        MyThread tb = new MyThread("B", a, b);   
        new Thread(ta).start();
        Thread.sleep(100);  //确保按顺序A、B执行
        new Thread(tb).start();
        Thread.sleep(100);  
        }   
}

运行结果

ABABABABAB

上面两道分别实现了将三个字母间隔输出将两个字母间隔输出 。小白推荐大家可以去找找不同,这样有助于理解,看看实现了间隔输出的是那一部分,而实现了间隔输出两个或者三个的不同在哪里?

下面是小白对于代码的解释。

对象锁。同一时间只保证 一个线程访问方法或变量。
在Java语言中,通过被关键字synchronized修饰的方法或synchronized语句块实现对代码的同步
包含在synchronized方法或语句块中的代码称为被同步的代码(Synchronized Code)
当线程访问被同步的代码时,必须首先竞争代码所属的类的【对象上的锁】,否则线程将等待(阻塞),直到锁被释放。

wait()就是说线程在获取对象锁后,主动释放对象锁,同时本线程休眠。直到有其它线程调用对象的notify()唤醒该线程,才能继续获取对象锁,并继续执行;

相应的notify()会唤醒其它等待该对象锁的出于堵塞状态的线程,并释放该对象锁操作。但有一点需要注意的是notify()调用后,并不是马上就释放对象锁的,而是在相应的synchronized(){}语句块执行结束,自动释放锁。然后JVM会在wait()对象锁的线程中随机选取一线程,赋予其对象锁,唤醒线程,继续执行。这样就提供了在线程间隔同步、唤醒的操作。

Thread.sleep()与Object.wait()二者都可以暂停当前线程,释放CPU控制权,主要的区别在于Object.wait()在释放CPU同时,释放了对象锁的控制。

对第二道题进行讲解

首先看一张图,后面会用

解释

  1. 首先

    代码段1:MyThread ta = new MyThread(“A”, b, a);
    MyThread tb = new MyThread(“B”, a, b);
    实例化了对象ta和对象tb,由代码段3可知
    此时在对象ta中name=“A” , prev=b , self=a;
    对象tb中name=“B”,prev=a,self=b;

代码段2:new Thread(ta).start();

将这个对象创建一个新的线程(后面用线程ta来代表),并调用start方法将线程ta就绪,由于此时没有其它线程,此线程或得CPU执行权开始运行,调用对应的run()方法。
在run方法中
所先,synchronized保证了只有一个线程能够进入运行(实现原理),所以此时线程ta持有prev(此时是实例对象锁b)进入运行,然后

   synchronized (self) {   
	                    System.out.print(name);   
	                    count--;  
	                    self.notify();   
	                }   

线程ta再次持有self(即实例对象锁a)进入运行(此时线程ta持有实例对象锁a,b),输出name(即“A”),count-1,然后线程ta调用self.notify(),被转化为就绪状态由于此时 被synchronized (self)包裹的代码已经运行完毕,所以线程ta会释放实例对象锁a。 cpu再从同等优先级的线程中选择某个线程去执行(还是有可能会选择到此线程)。
然后线程ta调用了wait()方法,进入了堵塞状态,暂时放弃对CPU的使用权,停止执行,就会释放线程ta此时持有的对象锁b。(为什么)然后调用notify()通知调用过wait方法的线程可以去参与获得锁的竞争了 。CPU则会再寻找一个新的线程去运行,而,

Thread.sleep(100);  //确保按顺序A、B执行

这一段代码是为了确保线程ta出于堵塞状态。
此时程序继续向下运行,

tb线程被由新建状态转化为就绪状态,由于ta线程出于堵塞状态,处于就绪状态的只有tb线程。tb线程开始运行。相同的,tb线程开始调用run方法,由于对象锁b没用被其它线程持有,tb拿到了对象锁b,然后进入 synchronized 修饰的代码块中。同理,由于对象锁a没被占用,所以拿到对象锁a。进入代码段,输出“B”,然后线程tb调用self.notify(),被转化为就绪状态并且会唤醒等待对象锁a的线程ta 由于此时 被synchronized (self)包裹的代码已经运行完毕,所以线程tb会释放实例对象锁b。

然后,线程tb调用prev.wait();变为堵塞状态,释放对象锁a。
线程ta再次拿到了对象锁b,已经对象锁a。然后顺利运行了下去,输出“A”。当先后遇到self.notify();prev.wait();执行相同的操作,释放其本身对象锁a,唤醒出于堵塞状态的线程tb,然后释放实例对象锁b。然后线程ta变为堵塞状态,等待线程tb运行到self.notify();时将它唤醒。

剩余的过程就是上面的不断循环,最终在count变为0时,run()方法运行结束。线程死亡。

synchronized的实现原理
将synchronized作用于一个给定的实例对象(就是synchronized后面括号里的,例如上面的代码synchronized (prev)中的prev ),即当前实例对象就是锁对象,每次当线程进入synchronized包裹的代码块时就会要求当前线程持有prev实例对象锁,如果当前有其他线程正持有该对象锁,那么新到的线程就必须等待,这样也就保证了每次只有一个线程执行i++;操作。

为什么线程ta会释放它所持有的对象锁
synchronized关键字修饰时,当此线程调用wait()方法后,就会释放所持有的实例对象锁。补充一下sleep()同样是让线程出于堵塞状态,但是线程只会交出cpu的执行权,并不会释放手中持有的锁。


兄弟们,小白编写不易。(这道题真的对于之前的小白而言,很烧脑。)希望各位兄弟们,点赞评论收藏加关注。小白在此谢谢各位老爷们。

对于白嫖的兄弟们,

 
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