实践JAVA wait(), notify(),sleep方法--一道多线程的面试题

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。

这个问题用Object的wait(),notify()就可以很方便的解决。

public class MyThreadPrinter2 implements Runnable {     

    private String name;
    private Object prev;
    private Object self;     

    private MyThreadPrinter2(String name, Object prev, Object self) {
        this.name = name;
        this.prev = prev;
        this.self = self;
    }     

    @Override
    public void run() {
        int count = 10;
        while (count > 0) {
            synchronized (prev) {
                synchronized (self) {
                    System.out.print(name);
                    count--;
                    self.notify();
                }
                try {
                    prev.wait();
                } catch (InterruptedException e) {
                    e.printStackTrace();
                }
            }     

        }
    }     

    public static void main(String[] args) throws Exception {
        Object a = new Object();
        Object b = new Object();
        Object c = new Object();
        MyThreadPrinter2 pa = new MyThreadPrinter2("A", c, a);
        MyThreadPrinter2 pb = new MyThreadPrinter2("B", a, b);
        MyThreadPrinter2 pc = new MyThreadPrinter2("C", b, c);     

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

先来解释一下其整体思路,从大的方向上来讲,该问题为三线程间的同步唤醒操作,主要的目的就是ThreadA->ThreadB->ThreadC->ThreadA循环执行三个线程。

为了控制线程执行的顺序,那么就必须要确定唤醒、等待的顺序,所以每一个线程必须同时持有两个对象锁,才能继续执行。

一个对象锁是prev,就是前一个线程所持有的对象锁。还有一个就是自身对象锁。主要的思想就是,为了控制执行的顺序,必须要先持有prev锁,也就前一个线程要释放自身对象锁,再去申请自身对象锁,两者兼备时打印,之后首先调用self.notify()释放自身对象锁,唤醒下一个等待线程,再调用prev.wait()释放prev对象锁,终止当前线程,等待循环结束后再次被唤醒。

运行上述代码,可以发现三个线程循环打印ABC,共10次。程序运行的主要过程就是A线程最先运行,持有C,A对象锁,后释放A,C锁,唤醒B。线程B等待A锁,再申请B锁,后打印B,再释放B,A锁,唤醒C,线程C等待B锁,再申请C锁,后打印C,再释放C,B锁,唤醒A。

看起来似乎没什么问题,但如果你仔细想一下,就会发现有问题,就是初始条件,三个线程按照A,B,C的顺序来启动,按照前面的思考,A唤醒B,B唤醒C,C再唤醒A。

但是这种假设依赖于JVM中线程调度、执行的顺序。具体来说就是,在main主线程启动ThreadA后,需要在ThreadA执行完,在prev.wait()等待时,再切回线程启动ThreadB,ThreadB执行完,在prev.wait()等待时,再切回主线程,启动ThreadC,只有JVM按照这个线程运行顺序执行,才能保证输出的结果是正确的。而这依赖于JVM的具体实现。

考虑一种情况,如下:如果主线程在启动A后,执行A,过程中又切回主线程,启动了ThreadB,ThreadC,之后,由于A线程尚未释放self.notify,也就是B需要在synchronized(prev)处等待,而这时C却调用synchronized(prev)获取了对b的对象锁。这样,在A调用完后,同时ThreadB获取了prev也就是a的对象锁,ThreadC的执行条件就已经满足了,会打印C,之后释放c,及b的对象锁,这时ThreadB具备了运行条件,会打印B,也就是循环变成了ACBACB了。这种情况,可以通过在run中主动释放CPU,来进行模拟。代码如下:

public void run() {
    int count = 10;
    while (count > 0) {
        synchronized (prev) {
            synchronized (self) {
                System.out.print(name);
                count--;
                try{
                Thread.sleep(1);
                }
                catch (InterruptedException e){
                 e.printStackTrace();
                }  

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

    }
}     

运行后的打印结果就变成了ACBACB了。为了避免这种与JVM调度有关的不确定性。需要让A,B,C三个线程以确定的顺序启动,最终代码如下:

public class MyThreadPrinter2 implements Runnable {     

    private String name;
    private Object prev;
    private Object self;     

    private MyThreadPrinter2(String name, Object prev, Object self) {
        this.name = name;
        this.prev = prev;
        this.self = self;
    }     

    @Override
    public void run() {
        int count = 10;
        while (count > 0) {
            synchronized (prev) {
                synchronized (self) {
                    System.out.print(name);
                    count--;
                    try{
                    Thread.sleep(1);
                    }
                    catch (InterruptedException e){
                     e.printStackTrace();
                    }  

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

        }
    }     

    public static void main(String[] args) throws Exception {
        Object a = new Object();
        Object b = new Object();
        Object c = new Object();
        MyThreadPrinter2 pa = new MyThreadPrinter2("A", c, a);
        MyThreadPrinter2 pb = new MyThreadPrinter2("B", a, b);
        MyThreadPrinter2 pc = new MyThreadPrinter2("C", b, c);     

        new Thread(pa).start();
        Thread.sleep(10);
        new Thread(pb).start();
        Thread.sleep(10);
        new Thread(pc).start();
        Thread.sleep(10);
    }
}    
时间: 2024-12-20 21:29:15

实践JAVA wait(), notify(),sleep方法--一道多线程的面试题的相关文章

Java内部类实现伪方法级多线程

最近碰到一个问题,就是用户在填写相关信息提交后,后台需要将一些文件同步到另外一台服务器,而这个时候,由于用的是spring的框架,导致前端页面需要等待文件同步完成,才能弹出提示信息.相信大家在很多时候都会碰到这种问题,比如收发邮件,也会等待邮件发送完成,等等.于是便很自然的想到多开一个线程去处理一些比较耗时的任务.但是java本身只提供类级别的多线程,如下: 继承Thread类 class A extends Thread { public void run() { System.out.pri

java学习第22天(关于java中的锁LOCK及多线程的面试题)

在JDK5后,java提供一种更加方便的安全机制,不使用synchronized,针对线程的锁定操作和释放操作使用Lock锁.更加清晰明了.举例: Lock lock=new ReentrantLock(); lock.lock 需要加锁的代码 lock.unlock  为什么说lock更为安全呢?因为synchronized可能会造成死锁现象,具体关于死锁现象可以参考操作系统,就不再多说. 总结下在线程中的主要几个问题 首先是 多线程有几种实现方式 应该上是有三种,第一种继承Thread类,第

Java多线程_wait/notify/notifyAll方法

关于这三个方法,我们可以查询API得到下列解释: wait():导致当前的线程等待,直到其他线程调用此对象的notify( ) 方法或 notifyAll( ) 方法或者指定的事件用完 notify():唤醒在此对象监视器上等待的单个线程 notifyAll():唤醒在此对象监视器上等待的所有线程 我们需要注意的点(1)wait().notify/notifyAll() 方法是Object的本地final方法,无法被重写. (2)wait() 与 notify/notifyAll 方法必须在同步

Java Object 对象上的wait(),notify(),notifyAll()方法理解

第一阶段理解(2017-7-27): Java 将wait(),notify(),notifyAll()方法放在Object对象上,也就是说任何一个对象都可以调用这个方法,这与”任何一个对象都有一个内置锁,可以用于线程同步“是照应的.因此,当某个线程要释放cpu争夺权,让自己进入等待状态时,调用 某个锁(对象)上的wait()方法,也就是让当前线程等待其它线程调用该锁上的notify()或notify()方法.线程间通过同步锁来实现等待与唤醒协作.简单例子: 1 package com.lyyc

java多线程常见面试题

下面是Java线程相关的热门面试题,你可以用它来好好准备面试. 1) 什么是线程? 线程是操作系统能够进行运算调度的最小单位,它被包含在进程之中,是进程中的实际运作单位.程序员可以通过它进行多处理器编程,你可以使用多线程对运算密集型任务提速.比如,如果一个线程完成一个任务要100毫秒,那么用十个线程完成改任务只需10毫秒.J 2) 线程和进程有什么区别? 线程是进程的子集,一个进程可以有很多线程,每条线程并行执行不同的任务.不同的进程使用不同的内存空间,而所有的线程共享一片相同的内存空间.别把它

关于java实现同步的方法

什么是线程同步? 当使用多个线程来访问同一个数据时,非常容易出现线程安全问题(比如多个线程都在操作同一数据导致数据不一致),所以我们用同步机制来解决这些问题. 实现同步机制有两个方法: 1. 同步代码块: synchronized(同一个数据){} 同一个数据:就是N条线程同时访问一个数据. 2. 同步方法: public synchronized 数据返回类型 方法名(){} 就是使用 synchronized 来修饰某个方法,则该方法称为同步方法.对于同步方法而言,无需显示指定同步监视器,同

C,Java和C#中典型的多线程范例都强烈推荐使用锁和互斥

C,Java和C#中典型的多线程范例都强烈推荐使用锁和互斥.对于锁来说有个隐藏的开销:它们慢得难以忍受.使用Disruptor(JVM中的无锁的环形缓存[译者注:实际上就是拥有一个序号指向下一个可用元素的数组]),你可以很容易得每秒处理20M以上的事件.根据java商城开发人员以及jsp商城开发人员介绍,在.NET中使用规定的“最佳实践”等任何超过每秒十几次的传输,都被认为是体面又好的性能表现,在这一点上来说你仅仅需要更大/更好/更多的硬件设备.事实上,很多 java商城产品开发人员以及jsp商

JAVA思维导图系列:多线程初级

感觉自己JAVA基础太差了,重新看一遍,已思维导图的方式记录下来 多线程初级 进程 独立性 拥有独立资源 独立的地址 无授权其他进程无法访问 动态性 与程序的区别是:进程是动态的指令集合,而程序是静态的指令集合 加入时间概念 有自己的生命周期和不同的状态 并发性 多个进程可以在单核处理器并发执行 多个进程互不影响 和并行的区别:并行是同一时刻多个进程在多个处理器上同时执行 而并发是指在同一时刻只能执行一条指令,但互相切换迅速,宏观上看是执行多个指令 线程 线程相对于进程如同进程相对于操作系统 多

JAVA思维导图系列:多线程中级

多线程中级,包含控制线程的几种方法.线程的同步.线程组,有返回值的线程.线程之前的通信.线程池和线程的几个相关类 线程同步 当多个线程访问同一资源时,加synchronized对资源进行加锁 synchronized可以修饰代码块,修饰方法 只对可以改变竞争资源的方法加锁 只有多线程才会出现线程安全问题 释放锁的条件 同步方法.代码块结束 出现未处理的异常 调用wait,将本线程置为就绪状态 sleep或者yield.suspend不会释放同步锁 同步锁(Lock),显示加锁.释放锁 读写锁(R