高并发编程-线程生产者消费者的综合示例

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小工匠 发表于 2021/09/10 22:57:02 2021/09/10
【摘要】 文章目录 需求实现 需求 需求: 假设有10个线程,最多同时运行5个 要求: 不使用线程池,使用synchronized-wait&notifyAll机制 实现 详见...

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需求

需求: 假设有10个线程,最多同时运行5个
要求: 不使用线程池,使用synchronized-wait&notifyAll机制


实现

详见注释

package com.artisan.test;

import java.time.LocalTime;
import java.util.*;

/**
 * 需求: 假设有10个线程,最多同时运行5个
 * 要求: 不使用线程池,使用synchronized-wait&notifyAll机制
 */
public class ExerciseDemo {

    // 锁 Monitor
    private static final LinkedList<Control>  CONTROLLIST = new LinkedList();
    // 同时运行的最大线程数
    private static final int MAX_THREADS = 5;

    /**
     * 创建线程
     * @param threadName 线程名称
     * @return
     */
    public static Thread createWorkThread(String threadName){
        return new Thread(() ->{
            // 加锁
            synchronized (CONTROLLIST){
                Optional.of(Thread.currentThread().getName() + " GOT LOCK ,BEGIN..." + LocalTime.now().withNano(0)).ifPresent(System.out::println);
                // 使用while
                // 当集合中运行的线程数量大于5时,wait,放弃锁,不执行
                while (CONTROLLIST.size() >= MAX_THREADS){
                    try {
                        Optional.of(Thread.currentThread().getName() + " WAIT").ifPresent(System.out::println);
                        CONTROLLIST.wait();
                    } catch (InterruptedException e) {
                        e.printStackTrace();
                    }
                }

                // 加入到LinkedList最后
                CONTROLLIST.addLast(new Control());
            }

            //模拟每个线程的业务,假设需要10秒才能结束
            Optional.of(Thread.currentThread().getName() + " working..." + LocalTime.now().withNano(0)).ifPresent(System.out::println);
            try {
                Thread.sleep(10_000);
            } catch (InterruptedException e) {
                e.printStackTrace();
            }

            // 输出业务完成
            Optional.of(Thread.currentThread().getName() + " END..." + LocalTime.now().withNano(0)).ifPresent(System.out::println);
            // 加锁
            synchronized (CONTROLLIST){
                // 移除最上面的线程
                CONTROLLIST.removeFirst();
                // 唤醒其他所有等待的线程
                CONTROLLIST.notifyAll();
            }

        },threadName);
    }

    /**
     * 主流程
     * @param args
     */
    public static void main(String[] args) {
        List<Thread> workers  = new ArrayList();
        Arrays.asList("T1","T2","T3","T4","T5","T6","T7","T8","T9","T10")
                .stream()
                .map(ExerciseDemo::createWorkThread)
                .forEach(t->{
                    // 启动线程
                    t.start();
                    // 加入到集合列表,待后续一起join
                    workers.add(t);
                });

        // 比那里保存线程的集合,10个线程 join
        workers.stream().forEach(t -> {
                    try {
                        t.join();
                    } catch (InterruptedException e) {
                        e.printStackTrace();
                    }
                }
        );

        // 全部完成后,输出结束标识
        Optional.of("DONE").ifPresent(System.out::println);
    }


    /**
     * 没啥实质做用,仅仅是个控制标识
     */
    static class  Control{

    }

}




  
 
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运行日志

"E:\Program Files\Java\jdk1.8.0_161\bin\java" "-javaagent:E:\Program Files\JetBrains\IntelliJ IDEA 2017.2.4\lib\idea_rt.jar=60076:E:\Program Files\JetBrains\IntelliJ IDEA 2017.2.4\bin" -Dfile.encoding=UTF-8 -classpath "E:\Program Files\Java\jdk1.8.0_161\jre\lib\charsets.jar;E:\Program Files\Java\jdk1.8.0_161\jre\lib\deploy.jar;E:\Program Files\Java\jdk1.8.0_161\jre\lib\ext\access-bridge-64.jar;E:\Program Files\Java\jdk1.8.0_161\jre\lib\ext\cldrdata.jar;E:\Program Files\Java\jdk1.8.0_161\jre\lib\ext\dnsns.jar;E:\Program Files\Java\jdk1.8.0_161\jre\lib\ext\jaccess.jar;E:\Program Files\Java\jdk1.8.0_161\jre\lib\ext\jfxrt.jar;E:\Program Files\Java\jdk1.8.0_161\jre\lib\ext\localedata.jar;E:\Program Files\Java\jdk1.8.0_161\jre\lib\ext\nashorn.jar;E:\Program Files\Java\jdk1.8.0_161\jre\lib\ext\sunec.jar;E:\Program Files\Java\jdk1.8.0_161\jre\lib\ext\sunjce_provider.jar;E:\Program Files\Java\jdk1.8.0_161\jre\lib\ext\sunmscapi.jar;E:\Program Files\Java\jdk1.8.0_161\jre\lib\ext\sunpkcs11.jar;E:\Program Files\Java\jdk1.8.0_161\jre\lib\ext\zipfs.jar;E:\Program Files\Java\jdk1.8.0_161\jre\lib\javaws.jar;E:\Program Files\Java\jdk1.8.0_161\jre\lib\jce.jar;E:\Program Files\Java\jdk1.8.0_161\jre\lib\jfr.jar;E:\Program Files\Java\jdk1.8.0_161\jre\lib\jfxswt.jar;E:\Program Files\Java\jdk1.8.0_161\jre\lib\jsse.jar;E:\Program Files\Java\jdk1.8.0_161\jre\lib\management-agent.jar;E:\Program Files\Java\jdk1.8.0_161\jre\lib\plugin.jar;E:\Program Files\Java\jdk1.8.0_161\jre\lib\resources.jar;E:\Program Files\Java\jdk1.8.0_161\jre\lib\rt.jar;D:\IdeaProjects\mvc\target\classes" com.artisan.test.ExerciseDemo
T1 GOT LOCK ,BEGIN...00:03:41
T10 GOT LOCK ,BEGIN...00:03:41
T9 GOT LOCK ,BEGIN...00:03:41
T8 GOT LOCK ,BEGIN...00:03:41
T1 working...00:03:41
T7 GOT LOCK ,BEGIN...00:03:41
T8 working...00:03:41
T7 working...00:03:41
T10 working...00:03:41
T9 working...00:03:41
T6 GOT LOCK ,BEGIN...00:03:41
T6 WAIT
T5 GOT LOCK ,BEGIN...00:03:41
T5 WAIT
T4 GOT LOCK ,BEGIN...00:03:41
T4 WAIT
T3 GOT LOCK ,BEGIN...00:03:41
T3 WAIT
T2 GOT LOCK ,BEGIN...00:03:41
T2 WAIT
T10 END...00:03:51
T8 END...00:03:51
T2 working...00:03:51
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T3 working...00:03:51
T5 WAIT
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T1 END...00:03:51
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T5 working...00:03:51
T2 END...00:04:01
T3 END...00:04:01
T6 END...00:04:01
T4 END...00:04:01
T5 END...00:04:01
DONE

Process finished with exit code 0


  
 
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  1. 首先主线程中 初始化10个线程,分别命名为T1 … T10,先把这10个线程临时存放到集合

  2. 遍历集合,分别join . 不能在上一步的地方join , 这样的话就只能一个线程 一个线程的执行了(join会阻塞当前线程)

  3. 10个线程全部完成后,打印DONE

  4. 完成主要部分的编码后,就需要关注thread具体的业务逻辑了 : 定义一个锁 LinkedList<Control> ,当线程获取到锁,就将Control添加到Monitor中,如果大于规定的线程数,则wait

  5. 业务部分并行执行,当一个线程完成后,获取锁,从Monitor中移除一个Control, 然后notifyAll所有正在等待的线程

符合需求 ,OK

文章来源: artisan.blog.csdn.net,作者:小小工匠,版权归原作者所有,如需转载,请联系作者。

原文链接:artisan.blog.csdn.net/article/details/102512490

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