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讓線程按順序執(zhí)行8種方法

一.前言

本文使用了8種方法實現(xiàn)在多線程中讓線程按順序運行的方法，涉及到多線程中許多常用的方法，不止為了知道如何讓線程按順序運行，更是讓讀者對多線程的使用有更深刻的了解。使用的方法如下:

[1] 使用線程的join方法[

2] 使用主線程的join方法

[3] 使用線程的wait方法

[4] 使用線程的線程池方法

[5] 使用線程的Condition(條件變量)方法

[6] 使用線程的CountDownLatch(倒計數(shù))方法

[7] 使用線程的CyclicBarrier(回環(huán)柵欄)方法

[8] 使用線程的Semaphore(信號量)方法

二.實現(xiàn)

我們下面需要完成這樣一個應(yīng)用場景：

1.早上;2.測試人員、產(chǎn)品經(jīng)理、開發(fā)人員陸續(xù)的來公司上班;3.產(chǎn)品經(jīng)理規(guī)劃新需求;4.開發(fā)人員開發(fā)新需求功能;5.測試人員測試新功能。

規(guī)劃需求，開發(fā)需求新功能，測試新功能是一個有順序的，我們把thread1看做產(chǎn)品經(jīng)理，thread2看做開發(fā)人員，thread3看做測試人員。

1.使用線程的join方法

join():是Theard的方法，作用是調(diào)用線程需等待該join()線程執(zhí)行完成后，才能繼續(xù)用下運行。

應(yīng)用場景：當(dāng)一個線程必須等待另一個線程執(zhí)行完畢才能執(zhí)行時可以使用join方法。

運行結(jié)果

 
 
 
 
      
  
  
  
  1. 產(chǎn)品經(jīng)理來上班了 
    2.   
  
  
  
  2.  
    3.   
  
  
  
  3. 測試人員來上班了 
    4.   
  
  
  
  4.  
    5.   
  
  
  
  5. 開發(fā)人員來上班了 
    6.   
  
  
  
  6.  
    7.   
  
  
  
  7. 開發(fā)人員和測試人員休息會… 
    8.   
  
  
  
  8.  
    9.   
  
  
  
  9. 產(chǎn)品經(jīng)理正在規(guī)劃新需求… 
    10.   
  
  
  
  10.  
    11.   
  
  
  
  11. 產(chǎn)品經(jīng)理新需求規(guī)劃完成! 
    12.   
  
  
  
  12.  
    13.   
  
  
  
  13. 測試人員休息會… 
    14.   
  
  
  
  14.  
    15.   
  
  
  
  15. 開發(fā)人員開發(fā)新需求功能 
    16.   
  
  
  
  16.  
    17.   
  
  
  
  17. 測試人員測試新功能 
    18.

2.使用主線程的join方法

這里是在主線程中使用join()來實現(xiàn)對線程的阻塞。

運行結(jié)果

 
 
 
 
      
  
  
  
  1. 產(chǎn)品經(jīng)理來上班了 
    2.   
  
  
  
  2.  
    3.   
  
  
  
  3. 測試人員來上班了 
    4.   
  
  
  
  4.  
    5.   
  
  
  
  5. 開發(fā)人員來上班了 
    6.   
  
  
  
  6.  
    7.   
  
  
  
  7. 開發(fā)人員和測試人員休息會… 
    8.   
  
  
  
  8.  
    9.   
  
  
  
  9. 產(chǎn)品經(jīng)理正在規(guī)劃新需求… 
    10.   
  
  
  
  10.  
    11.   
  
  
  
  11. 產(chǎn)品經(jīng)理新需求規(guī)劃完成! 
    12.   
  
  
  
  12.  
    13.   
  
  
  
  13. 測試人員休息會… 
    14.   
  
  
  
  14.  
    15.   
  
  
  
  15. 開發(fā)人員開發(fā)新需求功能 
    16.   
  
  
  
  16.  
    17.   
  
  
  
  17. 測試人員測試新功能 
    18.

3.使用線程的wait方法

wait():是Object的方法，作用是讓當(dāng)前線程進(jìn)入等待狀態(tài)，同時，wait()也會讓當(dāng)前線程釋放它所持有的鎖?！爸钡狡渌€程調(diào)用此對象的 notify() 方法或 notifyAll() 方法”，當(dāng)前線程被喚醒(進(jìn)入“就緒狀態(tài)”)

notify()和notifyAll():是Object的方法，作用則是喚醒當(dāng)前對象上的等待線程;notify()是喚醒單個線程，而notifyAll()是喚醒所有的線程。

wait(long timeout):讓當(dāng)前線程處于“等待(阻塞)狀態(tài)”，“直到其他線程調(diào)用此對象的notify()方法或 notifyAll() 方法，或者超過指定的時間量”，當(dāng)前線程被喚醒(進(jìn)入“就緒狀態(tài)”)。

應(yīng)用場景：Java實現(xiàn)生產(chǎn)者消費者的方式。

運行結(jié)果:這里輸出會有很多種順序，主要是因為線程進(jìn)入的順序，造成鎖住線程的順序不一致。

 
 
 
 
      
  
  
  
  1. 早上： 
    2.   
  
  
  
  2.  
    3.   
  
  
  
  3. 產(chǎn)品經(jīng)理來上班了 
    4.   
  
  
  
  4.  
    5.   
  
  
  
  5. 測試人員來上班了 
    6.   
  
  
  
  6.  
    7.   
  
  
  
  7. 開發(fā)人員來上班了 
    8.   
  
  
  
  8.  
    9.   
  
  
  
  9. 領(lǐng)導(dǎo)吩咐: 
    10.   
  
  
  
  10.  
    11.   
  
  
  
  11. 首先，產(chǎn)品經(jīng)理規(guī)劃新需求… 
    12.   
  
  
  
  12.  
    13.   
  
  
  
  13. 然后，開發(fā)人員開發(fā)新需求功能… 
    14.   
  
  
  
  14.  
    15.   
  
  
  
  15. 最后，測試人員測試新功能… 
    16.   
  
  
  
  16.  
    17.   
  
  
  
  17. 產(chǎn)品經(jīng)理規(guī)劃新需求 
    18.   
  
  
  
  18.  
    19.   
  
  
  
  19. 開發(fā)人員開發(fā)新需求功能 
    20.   
  
  
  
  20.  
    21.   
  
  
  
  21. 測試人員測試新功能 
    22.

4.使用線程的線程池方法

JAVA通過Executors提供了四種線程池

  • 單線程化線程池(newSingleThreadExecutor);
  • 可控最大并發(fā)數(shù)線程池(newFixedThreadPool);
  • 可回收緩存線程池(newCachedThreadPool);
  • 支持定時與周期性任務(wù)的線程池(newScheduledThreadPool)。

單線程化線程池(newSingleThreadExecutor):優(yōu)點，串行執(zhí)行所有任務(wù)。

submit()：提交任務(wù)。

shutdown()：方法用來關(guān)閉線程池，拒絕新任務(wù)。

應(yīng)用場景:串行執(zhí)行所有任務(wù)。如果這個唯一的線程因為異常結(jié)束，那么會有一個新的線程來替代它。此線程池保證所有任務(wù)的執(zhí)行順序按照任務(wù)的提交順序執(zhí)行。

運行結(jié)果

 
 
 
 
      
  
  
  
  1. 早上： 
    2.   
  
  
  
  2.  
    3.   
  
  
  
  3. 產(chǎn)品經(jīng)理來上班了 
    4.   
  
  
  
  4.  
    5.   
  
  
  
  5. 測試人員來上班了 
    6.   
  
  
  
  6.  
    7.   
  
  
  
  7. 開發(fā)人員來上班了 
    8.   
  
  
  
  8.  
    9.   
  
  
  
  9. 領(lǐng)導(dǎo)吩咐: 
    10.   
  
  
  
  10.  
    11.   
  
  
  
  11. 首先，產(chǎn)品經(jīng)理規(guī)劃新需求… 
    12.   
  
  
  
  12.  
    13.   
  
  
  
  13. 然后，開發(fā)人員開發(fā)新需求功能… 
    14.   
  
  
  
  14.  
    15.   
  
  
  
  15. 最后，測試人員測試新功能… 
    16.   
  
  
  
  16.  
    17.   
  
  
  
  17. 產(chǎn)品經(jīng)理規(guī)劃新需求 
    18.   
  
  
  
  18.  
    19.   
  
  
  
  19. 開發(fā)人員開發(fā)新需求功能 
    20.   
  
  
  
  20.  
    21.   
  
  
  
  21. 測試人員測試新功能 
    22.

5.使用線程的Condition(條件變量)方法

Condition(條件變量):通常與一個鎖關(guān)聯(lián)。需要在多個Contidion中共享一個鎖時，可以傳遞一個Lock/RLock實例給構(gòu)造方法，否則它將自己生成一個RLock實例。

  • Condition中await()方法類似于Object類中的wait()方法。
  • Condition中await(long time,TimeUnit unit)方法類似于Object類中的wait(long time)方法。
  • Condition中signal()方法類似于Object類中的notify()方法。
  • Condition中signalAll()方法類似于Object類中的notifyAll()方法。

應(yīng)用場景：Condition是一個多線程間協(xié)調(diào)通信的工具類，使得某個，或者某些線程一起等待某個條件(Condition),只有當(dāng)該條件具備( signal 或者 signalAll方法被調(diào)用)時 ，這些等待線程才會被喚醒，從而重新爭奪鎖。

運行結(jié)果:這里輸出會有很多種順序，主要是因為線程進(jìn)入的順序，造成鎖住線程的順序不一致

 
 
 
 
      
  
  
  
  1. 早上： 
    2.   
  
  
  
  2.  
    3.   
  
  
  
  3. 產(chǎn)品經(jīng)理來上班了 
    4.   
  
  
  
  4.  
    5.   
  
  
  
  5. 測試人員來上班了 
    6.   
  
  
  
  6.  
    7.   
  
  
  
  7. 開發(fā)人員來上班了 
    8.   
  
  
  
  8.  
    9.   
  
  
  
  9. 領(lǐng)導(dǎo)吩咐: 
    10.   
  
  
  
  10.  
    11.   
  
  
  
  11. 首先，產(chǎn)品經(jīng)理規(guī)劃新需求… 
    12.   
  
  
  
  12.  
    13.   
  
  
  
  13. 然后，開發(fā)人員開發(fā)新需求功能… 
    14.   
  
  
  
  14.  
    15.   
  
  
  
  15. 最后，測試人員測試新功能… 
    16.   
  
  
  
  16.  
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  17. 產(chǎn)品經(jīng)理規(guī)劃新需求 
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  18.  
    19.   
  
  
  
  19. 開發(fā)人員開發(fā)新需求功能 
    20.   
  
  
  
  20.  
    21.   
  
  
  
  21. 測試人員測試新功能 
    22.

6.使用線程的CountDownLatch(倒計數(shù))方法

CountDownLatch:位于java.util.concurrent包下，利用它可以實現(xiàn)類似計數(shù)器的功能。

應(yīng)用場景:比如有一個任務(wù)C，它要等待其他任務(wù)A,B執(zhí)行完畢之后才能執(zhí)行，此時就可以利用CountDownLatch來實現(xiàn)這種功能了。

運行結(jié)果

 
 
 
 
      
  
  
  
  1. 早上： 
    2.   
  
  
  
  2.  
    3.   
  
  
  
  3. 產(chǎn)品經(jīng)理來上班了 
    4.   
  
  
  
  4.  
    5.   
  
  
  
  5. 測試人員來上班了 
    6.   
  
  
  
  6.  
    7.   
  
  
  
  7. 開發(fā)人員來上班了 
    8.   
  
  
  
  8.  
    9.   
  
  
  
  9. 領(lǐng)導(dǎo)吩咐: 
    10.   
  
  
  
  10.  
    11.   
  
  
  
  11. 首先，產(chǎn)品經(jīng)理規(guī)劃新需求… 
    12.   
  
  
  
  12.  
    13.   
  
  
  
  13. 然后，開發(fā)人員開發(fā)新需求功能… 
    14.   
  
  
  
  14.  
    15.   
  
  
  
  15. 最后，測試人員測試新功能… 
    16.   
  
  
  
  16.  
    17.   
  
  
  
  17. 產(chǎn)品經(jīng)理規(guī)劃新需求 
    18.   
  
  
  
  18.  
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  19. 開發(fā)人員開發(fā)新需求功能 
    20.   
  
  
  
  20.  
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  21. 測試人員測試新功能 
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7.使用CyclicBarrier(回環(huán)柵欄)實現(xiàn)線程按順序運行

CyclicBarrier(回環(huán)柵欄):通過它可以實現(xiàn)讓一組線程等待至某個狀態(tài)之后再全部同時執(zhí)行。叫做回環(huán)是因為當(dāng)所有等待線程都被釋放以后，CyclicBarrier可以被重用。我們暫且把這個狀態(tài)就叫做barrier，當(dāng)調(diào)用await()方法之后，線程就處于barrier了。

應(yīng)用場景:公司組織春游,等待所有的員工到達(dá)集合地點才能出發(fā)，每個人到達(dá)后進(jìn)入barrier狀態(tài)。都到達(dá)后，喚起大家一起出發(fā)去旅行。

運行結(jié)果

 
 
 
 
      
  
  
  
  1. 早上： 
    2.   
  
  
  
  2.  
    3.   
  
  
  
  3. 產(chǎn)品經(jīng)理來上班了 
    4.   
  
  
  
  4.  
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  5. 測試人員來上班了 
    6.   
  
  
  
  6.  
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  7. 開發(fā)人員來上班了 
    8.   
  
  
  
  8.  
    9.   
  
  
  
  9. 領(lǐng)導(dǎo)吩咐: 
    10.   
  
  
  
  10.  
    11.   
  
  
  
  11. 首先，產(chǎn)品經(jīng)理規(guī)劃新需求… 
    12.   
  
  
  
  12.  
    13.   
  
  
  
  13. 然后，開發(fā)人員開發(fā)新需求功能… 
    14.   
  
  
  
  14.  
    15.   
  
  
  
  15. 最后，測試人員測試新功能… 
    16.   
  
  
  
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  17. 產(chǎn)品經(jīng)理規(guī)劃新需求 
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  18.  
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  19. 開發(fā)人員開發(fā)新需求功能 
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  21. 測試人員測試新功能 
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8.使用Sephmore(信號量)實現(xiàn)線程按順序運行

Sephmore(信號量):Semaphore是一個計數(shù)信號量,從概念上將，Semaphore包含一組許可證,如果有需要的話，每個acquire()方法都會阻塞，直到獲取一個可用的許可證,每個release()方法都會釋放持有許可證的線程，并且歸還Semaphore一個可用的許可證。然而，實際上并沒有真實的許可證對象供線程使用，Semaphore只是對可用的數(shù)量進(jìn)行管理維護(hù)。

acquire():當(dāng)前線程嘗試去阻塞的獲取1個許可證,此過程是阻塞的,當(dāng)前線程獲取了1個可用的許可證，則會停止等待，繼續(xù)執(zhí)行。

release():當(dāng)前線程釋放1個可用的許可證。

應(yīng)用場景:Semaphore可以用來做流量分流，特別是對公共資源有限的場景，比如數(shù)據(jù)庫連接。假設(shè)有這個的需求，讀取幾萬個文件的數(shù)據(jù)到數(shù)據(jù)庫中，由于文件讀取是IO密集型任務(wù)，可以啟動幾十個線程并發(fā)讀取，但是數(shù)據(jù)庫連接數(shù)只有10個，這時就必須控制最多只有10個線程能夠拿到數(shù)據(jù)庫連接進(jìn)行操作。這個時候，就可以使用Semaphore做流量控制。

運行結(jié)果

 
 
 
 
      
  
  
  
  1. 早上： 
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  3. 產(chǎn)品經(jīng)理來上班了 
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  5. 測試人員來上班了 
    6.   
  
  
  
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  7. 開發(fā)人員來上班了 
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  9. 領(lǐng)導(dǎo)吩咐: 
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  11. 首先，產(chǎn)品經(jīng)理規(guī)劃新需求… 
    12.   
  
  
  
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  13. 然后，開發(fā)人員開發(fā)新需求功能… 
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  15. 最后，測試人員測試新功能… 
    16.   
  
  
  
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  17. 產(chǎn)品經(jīng)理規(guī)劃新需求 
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  19. 開發(fā)人員開發(fā)新需求功能 
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  21. 測試人員測試新功能 
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總結(jié)

看完了這么多種方法，是不是對多線程有了更深入的了解呢?不妨自己試試吧(代碼拷貝均可運行)

使用的場景還有很多，根據(jù)開發(fā)需求場景，選擇合適的方法，達(dá)到事半功倍的效果。


當(dāng)前名稱：讓線程按順序執(zhí)行8種方法
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