condition实现线程顺序执行

condition实现线程顺序

标签: 多线程


思路

利用不同的条件,把同一类的线程阻塞到同一个condition对象上,然后根据条件(代码的逻辑),按照一定的顺序执行不同的线程。


代码部分

package cn.kkcoder.thread;


import java.util.concurrent.locks.Condition;
import java.util.concurrent.locks.Lock;
import java.util.concurrent.locks.ReentrantLock;

/**
 *  使用 Condition 实现 线程顺序执行
 * Created by static-mkk on 26/4/2018.
 */
public class ConditionOrderRun {
    private  static  int nextNumber = 1;
    private static Lock lock = new ReentrantLock();
    private static Condition con1 = lock.newCondition();
    private static Condition con2 = lock.newCondition();
    private static Condition con3 = lock.newCondition();

    public static void main(String[] args) {

        Thread threadA = new Thread(()->{
            try {
                lock.lock();
                while(nextNumber != 1){
                    con1.await();
                }

                System.out.println("AAA 名称: " + Thread.currentThread().getName());

                nextNumber = 2;

                con2.signalAll();//唤醒阻塞到condition2上的所有线程
            } catch (InterruptedException e) {
                e.printStackTrace();
            } finally {
                lock.unlock();
            }
        });

        Thread threadB = new Thread(()->{
            try {
                lock.lock();
                while(nextNumber != 2){
                    con2.await();
                }
                System.out.println("BBBB + 名称: " + Thread.currentThread().getName());
                nextNumber = 3;
                con3.signalAll();

            } catch (InterruptedException e) {
                e.printStackTrace();
            } finally {
                lock.unlock();
            }
        });

        Thread threadC = new Thread(()->{
            try {
                lock.lock();
                while(nextNumber != 3){
                    con3.await();
                }
                System.out.println("CCCC + 名称: " + Thread.currentThread().getName());
                nextNumber = 1;
                con1.signalAll();

            } catch (InterruptedException e) {
                e.printStackTrace();
            } finally {
                lock.unlock();
            }
        });

        Thread[] arrayTA= new Thread[5];
        Thread[] arrayTB = new Thread[5];
        Thread[] arrayTC = new Thread[5];

        for(int i=0;i<=4;i++){
            arrayTA[i] = new Thread(threadA);
            arrayTA[i].start();
            arrayTB[i] = new Thread(threadB);
            arrayTB[i].start();
            arrayTC[i] = new Thread(threadC);
            arrayTC[i].start();
        }
    }
}
控制台:
AAA 名称: Thread-3
BBBB + 名称: Thread-7
CCCC + 名称: Thread-5
AAA 名称: Thread-6
BBBB + 名称: Thread-10
CCCC + 名称: Thread-8
AAA 名称: Thread-9
BBBB + 名称: Thread-4
CCCC + 名称: Thread-11
AAA 名称: Thread-15
BBBB + 名称: Thread-16
CCCC + 名称: Thread-14
AAA 名称: Thread-12
BBBB + 名称: Thread-13
CCCC + 名称: Thread-17

代码逻辑

首先是 static int 变量 nextNumber ,通过对这个数值的控制,来实现依次启用不同类型的线程。
main方法中利用for循环启动了15个线程,分为3类。分别为ThreadA,ThreadB,ThreadC,三类线程均对nextNumber的值进行判断,然后进行相应的代码处理。

nextNumber初始值为1,。
假设B类线程先执行,因为nextNumber!=2成立,所以,B类线程都会阻塞在con2上,同理,B类线程会阻塞在con3上。只有A类线程执行,才会打印语句,并设置nextNumber=2,唤醒所有con2上的线程。而此时,假设A类的其中一个线程执行,会因为nextNumber!=1.这个条件而被阻塞在con1上,同理如果此时C类线程执行,会因为nextNumber!=3成立而阻塞在con3上。因此,之后B类线程能够执行。
然后以此类推。
最后实现了顺序执行一类线程。但是,一类线程中的某个线程获取执行是随机的。

### 线程顺序执行实现方法 确保线程按照特定顺序执行是一个常见的需求,在多线程编程中可以通过多种方式实现这一目标。以下是几种常见的方式及其具体实现: #### 1. 使用 `join` 方法 通过调用线程对象的 `join()` 方法,可以让当前线程等待另一个线程完成后再继续执行。这种方式简单直观,适用于少量线程的情况[^2]。 ```java // Java 示例代码 Thread t1 = new Thread(() -> System.out.println("线程1")); Thread t2 = new Thread(() -> System.out.println("线程2")); t1.start(); try { t1.join(); // 主线程会等待t1完成后才启动t2 } catch (InterruptedException e) {} t2.start(); ``` --- #### 2. 使用 `wait` 和 `notify` 利用对象锁机制中的 `wait()` 和 `notify()` 方法可以控制多个线程之间的执行顺序。这种方法需要显式管理同步块和通知逻辑[^3]。 ```java // Java 示例代码 Object lock = new Object(); int flag = 1; new Thread(() -> { synchronized (lock) { while (flag != 1) try { lock.wait(); } catch (Exception e) {} System.out.println("线程A"); flag = 2; lock.notifyAll(); } }).start(); new Thread(() -> { synchronized (lock) { while (flag != 2) try { lock.wait(); } catch (Exception e) {} System.out.println("线程B"); flag = 3; lock.notifyAll(); } }).start(); ``` --- #### 3. 使用 `Condition` 条件变量 `Condition` 是一种高级同步工具,允许更灵活地定义线程间的协作关系。它通常与 `ReentrantLock` 配合使用[^3]。 ```java // Java 示例代码 ReentrantLock lock = new ReentrantLock(); Condition conditionA = lock.newCondition(); Condition conditionB = lock.newCondition(); int flag = 1; new Thread(() -> { lock.lock(); try { if (flag != 1) conditionA.await(); System.out.println("线程A"); flag = 2; conditionB.signal(); } finally { lock.unlock(); } }).start(); new Thread(() -> { lock.lock(); try { if (flag != 2) conditionB.await(); System.out.println("线程B"); } finally { lock.unlock(); } }).start(); ``` --- #### 4. 使用 `CountDownLatch` `CountDownLatch` 提供了一种简单的倒计数机制,当计数值降为零时,所有等待的线程会被释放。它可以用来协调一组线程执行顺序。 ```java // Java 示例代码 CountDownLatch latch1 = new CountDownLatch(1); CountDownLatch latch2 = new CountDownLatch(1); new Thread(() -> { System.out.println("线程A"); latch1.countDown(); try { latch2.await(); } catch (Exception e) {} }).start(); new Thread(() -> { try { latch1.await(); } catch (Exception e) {} System.out.println("线程B"); latch2.countDown(); }).start(); ``` --- #### 5. 使用 `CyclicBarrier` `CyclicBarrier` 可以让一组线程到达某个屏障点后全部暂停,直到最后一个线程也到达该点为止。这适合于循环多次的任务场景[^1]。 ```java // Java 示例代码 CyclicBarrier barrier = new CyclicBarrier(2); new Thread(() -> { System.out.println("线程A"); try { barrier.await(); } catch (Exception e) {} }).start(); new Thread(() -> { System.out.println("线程B"); try { barrier.await(); } catch (Exception e) {} }).start(); ``` --- #### 6. 使用 `Semaphore` 信号量 `Semaphore` 控制资源访问权限的数量,也可以用于调节线程执行次序[^1]。 ```java // Java 示例代码 Semaphore semaphore = new Semaphore(0); new Thread(() -> { System.out.println("线程A"); semaphore.release(); }).start(); new Thread(() -> { try { semaphore.acquire(); } catch (Exception e) {} System.out.println("线程B"); }).start(); ``` --- #### 7. 使用 `LockSupport.park/unpark` `LockSupport` 提供了低级别的线程挂起/恢复功能,能够精确控制线程的状态转换。 ```java // Java 示例代码 Thread t1 = null, t2 = null; t1 = new Thread(() -> { System.out.println("线程A"); LockSupport.unpark(t2); }); t2 = new Thread(() -> { LockSupport.park(); System.out.println("线程B"); }); t1.start(); t2.start(); ``` --- #### 8. 使用 CAS 思想 (`AtomicReference`) 基于原子类的操作可以在不依赖外部锁的情况下实现线程间的安全通信。 ```java // Java 示例代码 AtomicInteger order = new AtomicInteger(1); new Thread(() -> { while (order.get() != 1) {}; System.out.println("线程A"); order.incrementAndGet(); }).start(); new Thread(() -> { while (order.get() != 2) {}; System.out.println("线程B"); }).start(); ``` --- ### 结论 以上列举了几种常用的线程顺序执行的方法,每种方法都有其适用场景和优缺点。开发者应根据实际需求选择合适的方案来解决问题。
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