多线程练习题

多线程交替打印1~10的奇偶数

思路

  1. 搞两条线程，一条线程打印奇数任务，一条线程打印偶数任务。
  2. 为了防止线程间的无序争抢，使用synchronized锁。
  3. 为了保证交互打印，使用wait/notify，打印完一条先等待，让别的线程打印。以此循环。

实现1：synchronized方法对象锁

public class MyTask {

    public synchronized void printNumber(int i) {
        try {
            this.notify();
            System.out.println(Thread.currentThread().getName() + " " + i);
            this.wait();
        } catch (InterruptedException e) {
            e.printStackTrace();
        }
    }
}

public class SwapPrint {

    public static void main(String[] args) {
        final MyTask myTask = new MyTask();
        
        Thread t1 = new Thread(new Runnable() {

            @Override
            public void run() {
                for (int i = 1 ; i <= 10 ; i+=2) {
                    myTask.printNumber(i);
                }
            }
        });
        
        t1.setName("Thread t1");
        t1.start();
        
        Thread t2 = new Thread(new Runnable() {

            @Override
            public void run() {
                for (int i = 2 ; i <= 10 ; i+=2) {
                    myTask.printNumber(i);
                }
            }
        });
        
        t2.setName("Thread t2");
        t2.start();
    }
}

思考：
有的人会搞不懂业务方法里面上来先notify，然后结束调用wait？

  1. 首先调用notify方法，将另一个线程唤醒。但是另一个线程根本进不来当前的方法（因为有synchronized锁）。
  2. 后面调用wait方法，将当前线程等待，wait方法会释放锁，另一个线程就可以进来了。

实现2：synchronized(this)对象锁

这种实现和实现1没什么区别，实现1虽然是synchronized修饰方法的方式，实际上还是使用当前对象的锁。

public class MyTask {

    public void printNumber(int i) {
        try {
            synchronized (this) {
                this.notify();
                System.out.println(Thread.currentThread().getName() + " " + i);
                this.wait();
            }
        } catch (InterruptedException e) {
            e.printStackTrace();
        }
    }
}

思考：
synchronized关键字只是控制当前代码区域，只能有一个线程进入。
wait/notify方法可以让当前线程等待，也可以唤醒其他线程。

实现3：等待队列Condition实现

public class MyTask {

    private ReentrantLock rl = new ReentrantLock();
    private Condition condition = rl.newCondition();
    
    public void printNumber(int i) {
        try {
            rl.lock();
            condition.signal();
            System.out.println(Thread.currentThread().getName() + " " + i);
            condition.await();
        } catch (InterruptedException e) {
            e.printStackTrace();
        } finally {
            rl.unlock();
        }
    }
}

思考：

  1. 调用lock方法，当前线程设置同步状态，加入到aqs同步队列中，获取重入锁。
  2. 调用signal方法，唤醒等待队列中的线程，然后加入到aqs同步队列。
  3. 调用await方法，将当前线程加入到aqs等待队列。

ABC三个线程如何保证顺序执行

题目

ABC三个线程如何保证顺序执行。三个线程同时启动，然后按照顺序执行，每个线程执行10次。

思路

首先想到了等待队列Condition唤醒部分线程，使用ReentrantLock进行加锁。

初始版实现

/**
 * @description A\B\C三个线程顺序执行10次
 * 
 * @author sunpy
 * @date 2018年11月28日  下午2:23:45
 */
public class MyTest {

    static class MyTask {
        private static ReentrantLock rl = new ReentrantLock();
        private static Condition conditionA = rl.newCondition();
        private static Condition conditionB = rl.newCondition();
        private static Condition conditionC = rl.newCondition();
        private static int number = 0;
    
        public void execute() {
            rl.lock();
            
            try {
                while (number < 30) {
                    if (number % 3 == 0) {
                        System.out.println(Thread.currentThread().getName() + " - " + number);
                        number++;
                        conditionB.signal();
                        conditionA.await();
                    }
                    
                    if (number % 3 == 1) {
                        System.out.println(Thread.currentThread().getName() + " - " + number);
                        number++;
                        conditionC.signal();
                        conditionB.await();
                    }
                    
                    if (number % 3 == 2) {
                        System.out.println(Thread.currentThread().getName() + " - " + number);
                        number++;
                        conditionA.signal();
                        conditionC.await();
                    }
                }
            } catch (InterruptedException e) {
                e.printStackTrace();
            } finally {
                rl.unlock();
            }
        }
    }
    
    
    public static void main(String[] args) {
        final MyTask myTask = new MyTask();
        new Thread(new Runnable() {

            @Override
            public void run() {
                myTask.execute();
            }
        }, "A").start();
        Thread.sleep(1000);
        new Thread(new Runnable() {

            @Override
            public void run() {
                myTask.execute();
            }
        }, "B").start();
        Thread.sleep(1000);
        new Thread(new Runnable() {

            @Override
            public void run() {
                myTask.execute();
            }
        }, "C").start();
        
    }
}

说明：通过余数判断来执行，需要循环30次，有点不合理。想了下，执行10次，循环10次，但是让线程按照ABC执行就可以了。根据这个想法写出了改进版。

改进版实现

/**
 * @description A\B\C三个线程顺序执行10次
 * 
 * @author sunpy
 * @date 2018年11月28日  下午2:23:45
 */
public class MyTest {

    static class MyTask {
        private static ReentrantLock rl = new ReentrantLock();
        private static Condition conditionA = rl.newCondition();
        private static Condition conditionB = rl.newCondition();
        private static Condition conditionC = rl.newCondition();
    
        public void execute(String flag) {
            rl.lock();
            
            try {
                for (int i = 1 ; i <= 10 ; i++) {
                    if ("A".equals(flag)) {
                        System.out.println(Thread.currentThread().getName() + " - " + i);
                        conditionB.signal();
                        conditionA.await();
                    }
                    
                    if ("B".equals(flag)) {
                        System.out.println(Thread.currentThread().getName() + " - " + i);
                        conditionC.signal();
                        conditionB.await();
                    }
                    
                    if ("C".equals(flag)) {
                        System.out.println(Thread.currentThread().getName() + " - " + i);
                        conditionA.signal();
                        conditionC.await();
                    }
                }
            } catch (InterruptedException e) {
                e.printStackTrace();
            } finally {
                rl.unlock();
            }
        }
    }
}

Thread.currentThread.getName和this.getName的区别

this.getName

this的意思是代表当前对象的。而this在线程的环境下，代表的是当前线程实例对象本身。所以this.getName是当前线程实例对象的线程名称是什么。

Thread.currentThread.getName

Thread.currentThread.getName意思是在当前代码块中执行的线程名称是什么。

例子

public class CountOperate extends Thread {
    
    public CountOperate() {
        System.out.println("CountOperate---begin");
        System.out.println("Thread.currentThread().getName()=" + Thread.currentThread().getName());
        System.out.println("Thread.currentThread().isAlive()=" + Thread.currentThread().isAlive());
        System.out.println("this.getName()=" + this.getName());
        System.out.println("this.isAlive()=" + this.isAlive());
        System.out.println("CountOperate---end");
    }

    @Override
    public void run() {
        System.out.println("run---begin");
        System.out.println("Thread.currentThread().getName()=" + Thread.currentThread().getName());
        System.out.println("Thread.currentThread().isAlive()=" + Thread.currentThread().isAlive());
        System.out.println("this.getName()=" + this.getName());
        System.out.println("this.isAlive()=" + this.isAlive());
        System.out.println("run---end");
    }
}

public class Test {
    
    public static void main(String[] args) {
        CountOperate c = new CountOperate();
        Thread t1 = new Thread(c);
        System.out.println("main begin t1 isAlive=" + t1.isAlive());
        t1.start();
        System.out.println("main end t1 isAlive=" + t1.isAlive());
    }
}

结果：

CountOperate---begin
Thread.currentThread().getName()=main
Thread.currentThread().isAlive()=true
this.getName()=Thread-0
this.isAlive()=false
CountOperate---end
main begin t1 isAlive=false
main end t1 isAlive=true
run---begin
Thread.currentThread().getName()=Thread-1
Thread.currentThread().isAlive()=true
this.getName()=Thread-0
this.isAlive()=false
run---end

说明：
① 首先搞明白该例子中一共有三条线程：
main线程：执行main方法的线程。
Thread-0线程：当前CountOperate线程实例的线程。
Thread-1线程：new Thread类创建的线程。

② CountOperate初始化代码说明：

CountOperate---begin
Thread.currentThread().getName()=main
Thread.currentThread().isAlive()=true
this.getName()=Thread-0
this.isAlive()=false
CountOperate---end

执行构造器，然后当前main方法中执行初始化CountOperate类，所以当前线程的名称是main，状态是true。而当前CountOperate线程实例为Thread-0，没有启动所以状态为false。

③ Thread1线程说明：

main begin t1 isAlive=false
main end t1 isAlive=true

Thread-1线程的线程执行器没有启动，那么状态为false。执行start方法，Thread-1线程的线程执行器启动，那么状态就为true了。

④ run方法执行说明：

run---begin
Thread.currentThread().getName()=Thread-1
Thread.currentThread().isAlive()=true
this.getName()=Thread-0
this.isAlive()=false
run---end

首先执行run方法的线程为Thread-1，所以当前代码块中的线程为Thread1（Thread.currentThread().getName()=Thread-1），状态自然为true。
但是this.getName()是代表当前线程Thread-0的实例，因为CountOperate线程根本没有启动，所以状态为false。

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