java 多线程剖析
问题的缘由源自于一道简单的面试题:题目要求如下:
建立三个线程,A线程打印10次A,B线程打印10次B,C线程打印10次C,要求线程同时运行,交替打印10次ABC。
解决问题前我们前补充一些基本知识:
Runnable和Thread
线程的启动
线程的起动并不是简单的调用了你的RUN方法,而是由一个线程调度器来分别调用你的所有线程的RUN方法,
我们普通的RUN方法如果没有执行完是不会返回的,也就是会一直执行下去,这样RUN方法下面的方法就不可能会执行了,可是线程里的RUN方法却不一样,它只有一定的CPU时间,执行过后就给别的线程了,这样反复的把CPU的时间切来切去,因为切换的速度很快,所以我们就感觉是很多线程在同时运行一样.
你简单的调用run方法是没有这样效果的,所以你必须调用Thread类的start方法来启动你的线程.所以你启动线程有两种方法
一是写一个类继承自Thread类,然后重写里面的run方法,用start方法启动线程
二是写一个类实现Runnable接口,实现里面的run方法,用new Thread(Runnable target).start()方法来启动
这两种方法都必须实现RUN方法,这样线程起动的时候,线程管理器好去调用你的RUN方法.
start()和run()的关系
通过调用Thread类的start()方法来启动一个线程,
这时此线程是处于就绪状态,
并没有运行。
然后通过此Thread类调用方法run()来完成其运行操作的,
这里方法run()称为线程体,
它包含了要执行的这个线程的内容,
Run方法运行结束,
此线程终止,
而CPU再运行其它线程, 而如果直接用Run方法,
这只是调用一个方法而已,
程序中依然只有主线程--这一个线程,
其程序执行路径还是只有一条,
这样就没有达到写线程的目的。
区别
Thread类是在java.lang包中定义的。一个类只要继承了Thread类同时覆写了本类中的run()方法就可以实现多线程操作了,但是一个类只能继承一个父类,这是此方法的局限。
实现Runnable接口相对于继承Thread类来说,有如下显著的好处:
(1)适合多个相同程序代码的线程去处理同一资源的情况,把虚拟CPU(线程)同程序的代码,数据有效的分离,较好地体现了面向对象的设计思想。
(2)可以避免由于Java的单继承特性带来的局限。我们经常碰到这样一种情况,即当我们要将已经继承了某一个类的子类放入多线程中,由于一个类不能同时有两个父类,所以不能用继承Thread类的方式,那么,这个类就只能采用实现Runnable接口的方式了。
(3)有利于程序的健壮性,代码能够被多个线程共享,代码与数据是独立的。当多个线程的执行代码来自同一个类的实例时,即称它们共享相同的代码。多个线程操作相同的数据,与它们的代码无关。当共享访问相同的对象是,即它们共享相同的数据。当线程被构造时,需要的代码和数据通过一个对象作为构造函数实参传递进去,这个对象就是一个实现了Runnable接口的类的实例。
我在测试中发现,继承Thread的时候线程是顺序的,实现Runnable的时候确实不确定顺序的
wait和notify以及sleep
Obj.wait(),与Obj.notify()必须要与synchronized(Obj)一起使用,也就是wait,与notify是针对已经获取了Obj锁进行操作,从语法角度来说就是Obj.wait(),Obj.notify必须在synchronized(Obj){...}语句块内。从功能上来说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()就是对对象锁的唤醒操作。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。
对于sleep()方法,我们首先要知道该方法是属于Thread类中的。而wait()方法,则是属于Object类中的。
sleep()方法导致了程序暂停执行指定的时间,让出cpu该其他线程,但是他的监控状态依然保持者,当指定的时间到了又会自动恢复运行状态。
在调用sleep()方法的过程中,线程不会释放对象锁。
而当调用wait()方法的时候,线程会放弃对象锁,进入等待此对象的等待锁定池,只有针对此对象调用notify()方法后本线程才进入对象锁定池准备
有了这下知识之后,下面我们来解决问题吧
题目剖析
从题目我们可以得到几个要点:
1:线程同时运行:但是对线程的启动没有做要求
2:每个线程打印十次对应的字母
3:交替打印:意味着三个线程的的打印操作有严格的顺序性
思路分析
1:每个线程打印不同的字母,操作类似,可以用统一的类来实现,并且用不用的自己初始化
2:线程之间之间有先后性,打印A的线程打印了,打印B的线程才能打印,然后到C,循环
如何保证线程之间的执行顺序的有序性是本题目的难点,
难点突破
打印的线程应该在打印一次A之后就应该进入等待状态,直到打印C的线程打印一次C之后在重新执行
打印B、C的线程也类似
简单思路
定义三个Object遍历a,b,c,每个线程同时获得这三个对象锁才打印对应的字母一次,打印一次后释放另外两个对象的锁
问题
每个线程都要同时获得三个对象锁才能打印,那个第一个线程打印完,如果只是释放另外两个对象的锁,那个就没有线程可以继续打印了;
如果三个都释放,那意味着当前线程可以继续打印了。
所以,用三个对象锁的思路似乎是行不通了
正确的思路之一(可能还有其他思路)
每个线程只有同时获得自己和自己的前缀对象的锁(例如A的前缀是C,B的是A),才能打印一次自己的字母,然后释放自己前缀对象的锁,进入自己前端对象的等待线程池里面,等待自己前缀对象被唤醒之后才能继续打印
那么自己前缀对象什么时候被唤醒呢?
很简单的思路,打印A的线程在打印一次A之后进入等待C对象的线程池里面,那么只要打印C的线程在打印自己的时候唤醒一下自己就好了,这样打印A的线程就可以在打印C的线程打印一次C之后马上可以打印一次A;
打印完一次自己后,马上唤醒自己,然后释放自己前缀对象的锁,进入自己前端对象的等待线程池里面,让自己的后缀线程可以马上打印,依次循环,问题好像已经解决了。
潜在问题
由于每个线程只拥有两个锁,并且只等待一个锁,那么对线程的启动顺序还是有要求的。假如启动的顺序是ACB,我们来分析一下:
线程A:一开始获得AC两个锁,打印A,唤醒A,进入等待C被唤醒的线程池,释放AC
线程B:一开始获得AB两个锁,打印B,唤醒B,进入等待A被唤醒的线程池,释放AB
线程C:一开始获得BC两个锁,打印C,唤醒C,进入等待B被唤醒的线程池,释放BC
这完全是没有问题的,所以我们必须保证打印ABC对应的线程顺序启动
做法很简单:启动A后短暂sleep一下就好,如果只是这样
new Thread(aThread).start();
// Thread.sleep(10);
new Thread(bThread).start();
// Thread.sleep(10);
new Thread(cThread).start();
// Thread.sleep(10);
如果你的类是implements Runnable的话,那个着三个线程启动的顺序是没有保证的,
当然,你可以改成extends Thread,这样的话这三个线程就是顺序启动的。
下面是完整的实现代码:
/**
*
* @author 戚伟杰
* @version 2015年11月20日 上午10:15:07
*/
public class MyThreadPrint implements Runnable{
private String name;
private Object prev;
private Object self;
public MyThreadPrint(String name,Object prev,Object self) {
// TODO Auto-generated constructor stub
this.name = name;
this.prev = prev;
this.self = self;
}
@Override
public void run() {
// TODO Auto-generated method stub
int count = 10;
while(count>0){
synchronized (prev) {
synchronized (self) {
System.out.print(name);
count--;
// self.notify();
}
try {
prev.wait();
} catch (InterruptedException e) {
// TODO Auto-generated catch block
e.printStackTrace();
}
}
}
}
public static void main(String[] args) throws InterruptedException{
Object a = new Object();
Object b = new Object();
Object c = new Object();
MyThreadPrint aThread = new MyThreadPrint("a",c,a);
MyThreadPrint bThread = new MyThreadPrint("b",a,b);
MyThreadPrint cThread = new MyThreadPrint("c",b,c);
new Thread(aThread).start();
// Thread.sleep(10);
new Thread(bThread).start();
// Thread.sleep(10);
new Thread(cThread).start();
// Thread.sleep(10);
// aThread.run();
// bThread.run();
// cThread.run();
}
}
p
java 多线程剖析的更多相关文章
- 【52】java多线程剖析
线程的状态: 线程共有下面4种状态: 新建状态(New): 新创建了一个线程对象,当你用new创建一个线程时,该线程尚未运行. 就绪状态(Runnable): 线程对象创建后,其他线程调用了该对象的s ...
- Java多线程(二) —— 深入剖析ThreadLocal
对Java多线程中的ThreadLocal类还不是很了解,所以在此总结一下. 主要参考了http://www.cnblogs.com/dolphin0520/p/3920407.html 中的文章. ...
- 结合生活,剖析《生产者消费者模型》-java多线程(一)
博客园的园友们好,看博客园上各位大佬的文章,已陪伴了我程序员职业的三年, 如今自己同样希望能把自己从小白到菜鸟的成长过程分享给大家.不定期更新!!! 首先我本人智商不高,理解问题十分吃力,完全不属于天 ...
- java多线程系列1--线程实现与调度
java的重要功能之一就是内部支持多线程,这一系列文章将详细剖析java多线程的基础知识 多线程概述 多线程引入 程序只有一个执行流程,所以这样的程序就是单线程程序. 假如一个程序有多条执行流程,那么 ...
- 深度解析Java多线程的内存模型
内部java内存模型 硬件层面的内存模型 Java内存模型和硬件内存模型的联系 共享对象的可见性 资源竞速 Java内存模型很好的说明了JVM是如何在内存里工作的,JVM可以理解为java执行的一个操 ...
- java多线程以及Android多线程
Java 多线程 线程和进程的区别 线程和进程的本质:由CPU进行调度的并发式执行任务,多个任务被快速轮换执行,使得宏观上具有多个线程或者进程同时执行的效果. 进程:在操作系统来说,一个运行的程序或者 ...
- Java多线程编程那些事:volatile解惑--转
http://www.infoq.com/cn/articles/java-multi-thread-volatile/ 1. 前言 volatile关键字可能是Java开发人员“熟悉而又陌生”的一个 ...
- synchronized与static synchronized 的差别、synchronized在JVM底层的实现原理及Java多线程锁理解
本Blog分为例如以下部分: 第一部分:synchronized与static synchronized 的差别 第二部分:JVM底层又是怎样实现synchronized的 第三部分:Java多线程锁 ...
- Java多线程——多线程方法详解
本系列文章是Java多线程的详解介绍,对多线程还不熟悉的同学可以先去看一下我的这篇博客Java基础系列3:多线程超详细总结,这篇博客从宏观层面介绍了多线程的整体概况,接下来的几篇文章是对多线程的深入剖 ...
随机推荐
- 【BZOJ1486】最小圈(分数规划)
[BZOJ1486]最小圈(分数规划) 题面 BZOJ 洛谷 求图中边权和除以点数最小的环 题解 分数规划 二分答案之后将边权修改为边权减去二分值 检查有无负环即可 #include<iostr ...
- HDU3065:病毒侵袭持续中——题解
http://acm.hdu.edu.cn/showproblem.php?pid=3065 ———————————————————————————— Problem Description 小t非常 ...
- 洛谷 P2323 [HNOI2006]公路修建问题 解题报告
P2323 [HNOI2006]公路修建问题 题目描述 输入输出格式 输入格式: 在实际评测时,将只会有m-1行公路 输出格式: 思路: 二分答案 然后把每条能加的大边都加上,然后加小边 但在洛谷的题 ...
- 浏览器发送URL的编码特性
转载自:http://blog.csdn.net/wangjun_1218/article/details/4330244 浏览器发送URL的编码特性 尽管有很多规范URL的标准,例如RFC 3987 ...
- 网络编程:I/O模型
I/O模型 Unix下可用的5种I/O模型有: 阻塞式I/O 非阻塞式I/O I/O复用(select和poll,epoll) 信号驱动式I/O 异步I/O(POSIX的aio_系列函数) 一个输入操 ...
- EF数据更新时候异常情况一
在不熟练EF的时候有时更新数据时候会报以下异常: 错误原因:此时操作的实体不是从数据库里获取的.而是自己new出来的实体然后赋值的.EF此时的存储池中已经有了这个实体,在new一个对象ID相同就不能共 ...
- Nginx+Tomcat关于Session的管理
前言 Nginx+Tomcat对Session的管理一直有了解,但是一直没有实际操作一遍,本文从最简单的安装启动开始,通过实例的方式循序渐进的介绍了几种管理session的方式. nginx安装配置 ...
- [BZOJ2754] [SCOI2012]喵星球上的点名解题报告|后缀数组
a180285幸运地被选做了地球到喵星球的留学生.他发现喵星人在上课前的点名现象非常有趣. 假设课堂上有N个喵星人,每个喵星人的名字由姓和名构成.喵星球上的老师会选择M个串来点名,每次读出一个串的 ...
- Farey Sequence (欧拉函数+前缀和)
题目链接:http://poj.org/problem?id=2478 Description The Farey Sequence Fn for any integer n with n >= ...
- TensorFlow 模型保存和导入、加载
在TensorFlow中,保存模型与加载模型所用到的是tf.train.Saver()这个类.我们一般的想法就是,保存模型之后,在另外的文件中重新将模型导入,我可以利用模型中的operation和va ...