- 浏览: 873806 次
- 性别:
- 来自: 北京
博客专栏
-
Java Concurre...
浏览量:97163
文章分类
最新评论
-
guo_guo_guo:
mark
Zookeeper 安装和配置 -
solrer:
xunux 写道windows下,dataDir目录若是用需要 ...
Zookeeper 安装和配置 -
kevlearnjava:
你好 我是按照你的伪集群进行配置的 然后启动第二个和第三个 ...
Zookeeper 安装和配置 -
筑浪小子:
博主应该把vector设定为全局变量,更加清晰一些
线程安全的集合类--Java Concurrency In Practice C05读书笔记 -
tt5753:
jps16437 QuorumPeerMain16663 Zo ...
Zookeeper 安装和配置
coolxing按: 转载请注明作者和出处, 如有谬误, 欢迎在评论中指正.]
问题的描述
启动3个线程打印递增的数字, 线程1先打印1,2,3,4,5, 然后是线程2打印6,7,8,9,10, 然后是线程3打印11,12,13,14,15. 接着再由线程1打印16,17,18,19,20....以此类推, 直到打印到75. 程序的输出结果应该为:
线程1: 1
线程1: 2
线程1: 3
线程1: 4
线程1: 5
线程2: 6
线程2: 7
线程2: 8
线程2: 9
线程2: 10
...
线程3: 71
线程3: 72
线程3: 73
线程3: 74
线程3: 75
解法一: 采用原始的synchronized, wait(), notify(), notifyAll()等方式控制线程.
public class NumberPrintDemo { // n为即将打印的数字 private static int n = 1; // state=1表示将由线程1打印数字, state=2表示将由线程2打印数字, state=3表示将由线程3打印数字 private static int state = 1; public static void main(String[] args) { final NumberPrintDemo pn = new NumberPrintDemo(); new Thread(new Runnable() { public void run() { // 3个线程打印75个数字, 单个线程每次打印5个连续数字, 因此每个线程只需执行5次打印任务. 3*5*5=75 for (int i = 0; i < 5; i++) { // 3个线程都使用pn对象做锁, 以保证每个交替期间只有一个线程在打印 synchronized (pn) { // 如果state!=1, 说明此时尚未轮到线程1打印, 线程1将调用pn的wait()方法, 直到下次被唤醒 while (state != 1) try { pn.wait(); } catch (InterruptedException e) { e.printStackTrace(); } // 当state=1时, 轮到线程1打印5次数字 for (int j = 0; j < 5; j++) { // 打印一次后n自增 System.out.println(Thread.currentThread().getName() + ": " + n++); } System.out.println(); // 线程1打印完成后, 将state赋值为2, 表示接下来将轮到线程2打印 state = 2; // notifyAll()方法唤醒在pn上wait的线程2和线程3, 同时线程1将退出同步代码块, 释放pn锁. // 因此3个线程将再次竞争pn锁 // 假如线程1或线程3竞争到资源, 由于state不为1或3, 线程1或线程3将很快再次wait, 释放出刚到手的pn锁. // 只有线程2可以通过state判定, 所以线程2一定是执行下次打印任务的线程. // 对于线程2来说, 获得锁的道路也许是曲折的, 但前途一定是光明的. pn.notifyAll(); } } } }, "线程1").start(); new Thread(new Runnable() { public void run() { for (int i = 0; i < 5; i++) { synchronized (pn) { while (state != 2) try { pn.wait(); } catch (InterruptedException e) { e.printStackTrace(); } for (int j = 0; j < 5; j++) { System.out.println(Thread.currentThread().getName() + ": " + n++); } System.out.println(); state = 3; pn.notifyAll(); } } } }, "线程2").start(); new Thread(new Runnable() { public void run() { for (int i = 0; i < 5; i++) { synchronized (pn) { while (state != 3) try { pn.wait(); } catch (InterruptedException e) { e.printStackTrace(); } for (int j = 0; j < 5; j++) { System.out.println(Thread.currentThread().getName() + ": " + n++); } System.out.println(); state = 1; pn.notifyAll(); } } } }, "线程3").start(); } }
解法二: 采用JDK1.5并发包提供的Lock, Condition等类的相关方法控制线程.
public class NumberPrint implements Runnable { private int state = 1; private int n = 1; // 使用lock做锁 private ReentrantLock lock = new ReentrantLock(); // 获得lock锁的3个分支条件 private Condition c1 = lock.newCondition(); private Condition c2 = lock.newCondition(); private Condition c3 = lock.newCondition(); @Override public void run() { new Thread(new Runnable() { public void run() { for (int i = 0; i < 5; i++) { try { // 线程1获得lock锁后, 其他线程将无法进入需要lock锁的代码块. // 在lock.lock()和lock.unlock()之间的代码相当于使用了synchronized(lock){} lock.lock(); while (state != 1) try { // 线程1竞争到了lock, 但是发现state不为1, 说明此时还未轮到线程1打印. // 因此线程1将在c1上wait // 与解法一不同的是, 三个线程并非在同一个对象上wait, 也不由同一个对象唤醒 c1.await(); } catch (InterruptedException e) { e.printStackTrace(); } // 如果线程1竞争到了lock, 也通过了state判定, 将执行打印任务 for (int j = 0; j < 5; j++) { System.out.println(Thread.currentThread().getName() + ": " + n++); } System.out.println(); // 打印完成后将state赋值为2, 表示下一次的打印任务将由线程2执行 state = 2; // 唤醒在c2分支上wait的线程2 c2.signal(); } finally { // 打印任务执行完成后需要确保锁被释放, 因此将释放锁的代码放在finally中 lock.unlock(); } } } }, "线程1").start(); new Thread(new Runnable() { public void run() { for (int i = 0; i < 5; i++) { try { lock.lock(); while (state != 2) try { c2.await(); } catch (InterruptedException e) { e.printStackTrace(); } for (int j = 0; j < 5; j++) { System.out.println(Thread.currentThread().getName() + ": " + n++); } System.out.println(); state = 3; c3.signal(); } finally { lock.unlock(); } } } }, "线程2").start(); new Thread(new Runnable() { public void run() { for (int i = 0; i < 5; i++) { try { lock.lock(); while (state != 3) try { c3.await(); } catch (InterruptedException e) { e.printStackTrace(); } for (int j = 0; j < 5; j++) { System.out.println(Thread.currentThread().getName() + ": " + n++); } System.out.println(); state = 1; c1.signal(); } finally { lock.unlock(); } } } }, "线程3").start(); } public static void main(String[] args) { new NumberPrint().run(); } }
总结: 对比解法一和解法二, 显然解法二是更好的解决方案. 解法一的问题在于无法进行精确唤醒, 比如线程1执行完打印任务并调用pn.notifyAll()方法后, 3个线程将再次竞争锁, 而不是精确唤醒线程2. 虽然线程2最终将赢得锁, 下一次的打印任务也肯定会由线程2执行, 但是竞争的持续时间是不可预知的, 只能看线程2的人品.
最糟糕的情形可以是: 线程3竞争到了锁, 紧接着wait. 接下来线程1也竞争到了锁, 然后线程1也wait. 此时就再也没有其他线程跟线程2竞争了, 线程2终于艰难的赢得了锁...
留下3个问题供有兴趣的朋友思考:
1. 解法一和解法二中的while (state != xx)是否可以换成if(state != xx), 为什么?
2. 解法一的中的pn.notifyAll()是否可以换成pn.notify(), 为什么?
3. 是否可以用wait(), notify(), notifyAll()等方法完成类似解法二的精确唤醒, 请给出方案或代码.--这个问题我思考了很久, 却没有头绪. 关键的困难在于必须调用pn的wait()方法和notifyAll()方法, 而不能是其他对象的wait()和notifyAll()方法. 如果你有思路, 还望在博客中留言, 不甚感激!
评论
因为休眠了,没有人唤醒是不会起来的。
这里又是精确唤醒。上一家只有自己的完全搞定了才会来唤醒。
对于第一种方法,我这里有个思路要简单些,这个题目其实是3个运行中的线程,在某一个时刻只有一是可以打印数字的,其他2个都必须是等待状态。给每一个线程一个id,state表示打印序列,75/5/3,可以得出来共有15个打印序列,如果state%3==id,表示当前线程可以打印,否则必须等到一个可打印的序列完成才可以进行下一轮循环。那么可以在方法级上用synchronized关键字声明。虽然有线程竞争的情形出现,但不会出现思锁。
class NumberPrinter extends Thread { static int c = 0; static int state = 0; private int id; @Override public synchronized void run() { while (state < 15) { if (state % 3 == id) { for (int j = 0; j < 5; j++) { c++; System.out.format("Thread %d: %d %n", id, c); } state++; } } } public NumberPrinter(int id) { this.id = id; } public static void main(String[] args) { for (int i = 0; i < 3; i++) { new NumberPrinter(i).start(); } } }
这段代码有问题,会产生死循环。可以把state 变量改为 volatile state
对于第一种方法,我这里有个思路要简单些,这个题目其实是3个运行中的线程,在某一个时刻只有一是可以打印数字的,其他2个都必须是等待状态。给每一个线程一个id,state表示打印序列,75/5/3,可以得出来共有15个打印序列,如果state%3==id,表示当前线程可以打印,否则必须等到一个可打印的序列完成才可以进行下一轮循环。那么可以在方法级上用synchronized关键字声明。虽然有线程竞争的情形出现,但不会出现思锁。
class NumberPrinter extends Thread { static int c = 0; static int state = 0; private int id; @Override public synchronized void run() { while (state < 15) { if (state % 3 == id) { for (int j = 0; j < 5; j++) { c++; System.out.format("Thread %d: %d %n", id, c); } state++; } } } public NumberPrinter(int id) { this.id = id; } public static void main(String[] args) { for (int i = 0; i < 3; i++) { new NumberPrinter(i).start(); } } }
Mojarra兄, 感谢你的思路。没想到还有这样简单的解法。
这道题是我和同学研究新浪面试题的时候发现的,我为此思考了好多个小时才想出解法一,郁闷的是我们老师几天之后讲解了这道题,他初始的解法和我的思考结果不谋而合。
至于解法二,则完全是老师的功劳,他用解法二向我们简单了介绍了一下JDK1.5中的并发访问控制。 JDK1.5的Lock和Condition结合可以做到精确唤醒waitset中的一个线程,这确实挺让人兴奋的。这几天我终于下定了决心好好学习一下java并发, 所以才把这道题发出来的。
希望以后能多与你交流。
run为什么要synchronized的呢? 这三个线程产生竞争的。
http://blog.csdn.net/lyx2007825/article/details/7767408
package net.liuyx.test; import java.util.ArrayList; import java.util.List; import java.util.concurrent.ExecutorService; import java.util.concurrent.Executors; import java.util.concurrent.locks.Condition; import java.util.concurrent.locks.Lock; import java.util.concurrent.locks.ReentrantLock; public class Test { private static int num = 0; private static int flag = 0; private static Lock lock = new ReentrantLock(); private static Condition c1 = lock.newCondition(); private static Condition c2 = lock.newCondition(); private static Condition c3 = lock.newCondition(); private static List<Condition> list = new ArrayList<Condition>(); private static ExecutorService exec = Executors.newFixedThreadPool(4); static { list.add(c1); list.add(c2); list.add(c3); } private static void crit() { if (num >= 75) { System.exit(1); } } private static void print() { crit(); System.out.print(Thread.currentThread()); for (int i = 0; i < 5; i++) { System.out.format("%-2d ", ++num); } System.out.println(); } private static void work(int i) { while (!Thread.interrupted()) { try{ lock.lock(); if(flag == i){ crit(); print(); flag = (i + 1) % list.size(); list.get((i+1)%list.size()).signal(); }else{ try { list.get(i%4).await(); } catch (InterruptedException e) { e.printStackTrace(); } } }finally{ lock.unlock(); } } } private static class Task implements Runnable { private final int i; public Task(int i) { this.i = i; } @Override public void run() { work(i); } } /** * @param args */ public static void main(String[] args) { for (int i = 0; i < list.size(); i++) exec.execute(new Task(i)); } }
看看这样可以不,正常输出:
[img]
[/img]
a、1处于synchronized,2处于waiting,3抢到锁后notifyAll结束5轮打印,剩下1和2竞争锁;
b、2抢到锁继续执行,执行后state变为3并notifyAll;
c、2在notifyAll后1还没来得及抢到锁,2就执行到了synchronized,并又再次获取了锁,由于state=3,2就waiting,这个时候处于synchronized的1抢到锁,由于state=3,1也waiting。
c也可以换为:1抢到了锁,由于state=3,1就waiting,这个时候处于synchronized的2抢到锁,由于state=3,2也waiting。
不能。若换成if,会有以下情况:
1、不是按照线程123依次打印的顺序;
2、有可能线程3在线程1和线程2之前5轮打印完毕,1,2来互相竞争,如果2抢到锁,state变为3,这个时候就悲剧了,线程1和线程2永远就waiting吧!
2. 解法一的中的pn.notifyAll()是否可以换成pn.notify(), 为什么?
不能。因为换成pn.notify(),理论上会出现某个线程永远抢不到锁导致饿死。
3. 暂时没考虑。
你说的对, 扩展性确实不好, 当时写这个程序的时候没有想这么多...
不过做一个简单的重构就可以, 多谢建议
我在运行程序的时候发现3个线程有“竞争”情况,让线程打印一轮后休眠500ms,则可以避免“竞争”。大概的思想是既然不唤醒其他的线程,自己休眠,避免在变量state,c上的竞争。
这个题目很有意思,我还研究出一些其它的解法。等把java5的那个concurrent用法一起,总结出一篇小搏客
嗯, 到时一定拜读
我在运行程序的时候发现3个线程有“竞争”情况,让线程打印一轮后休眠500ms,则可以避免“竞争”。大概的思想是既然不唤醒其他的线程,自己休眠,避免在变量state,c上的竞争。
这个题目很有意思,我还研究出一些其它的解法。等把java5的那个concurrent用法一起,总结出一篇小搏客
对于第一种方法,我这里有个思路要简单些,这个题目其实是3个运行中的线程,在某一个时刻只有一是可以打印数字的,其他2个都必须是等待状态。给每一个线程一个id,state表示打印序列,75/5/3,可以得出来共有15个打印序列,如果state%3==id,表示当前线程可以打印,否则必须等到一个可打印的序列完成才可以进行下一轮循环。那么可以在方法级上用synchronized关键字声明。虽然有线程竞争的情形出现,但不会出现思锁。
class NumberPrinter extends Thread { static int c = 0; static int state = 0; private int id; @Override public synchronized void run() { while (state < 15) { if (state % 3 == id) { for (int j = 0; j < 5; j++) { c++; System.out.format("Thread %d: %d %n", id, c); } state++; } } } public NumberPrinter(int id) { this.id = id; } public static void main(String[] args) { for (int i = 0; i < 3; i++) { new NumberPrinter(i).start(); } } }
Mojarra兄, 感谢你的思路。没想到还有这样简单的解法。
这道题是我和同学研究新浪面试题的时候发现的,我为此思考了好多个小时才想出解法一,郁闷的是我们老师几天之后讲解了这道题,他初始的解法和我的思考结果不谋而合。
至于解法二,则完全是老师的功劳,他用解法二向我们简单了介绍了一下JDK1.5中的并发访问控制。 JDK1.5的Lock和Condition结合可以做到精确唤醒waitset中的一个线程,这确实挺让人兴奋的。这几天我终于下定了决心好好学习一下java并发, 所以才把这道题发出来的。
希望以后能多与你交流。
“不会避免竞争情况”这句话是不是表述有误?而且一个打印序列完成后让线程sleep 500ms有什么意义呢--sleep的时间内并不释放锁, 这只能徒增系统资源的消耗罢了。
对于第一种方法,我这里有个思路要简单些,这个题目其实是3个运行中的线程,在某一个时刻只有一是可以打印数字的,其他2个都必须是等待状态。给每一个线程一个id,state表示打印序列,75/5/3,可以得出来共有15个打印序列,如果state%3==id,表示当前线程可以打印,否则必须等到一个可打印的序列完成才可以进行下一轮循环。那么可以在方法级上用synchronized关键字声明。虽然有线程竞争的情形出现,但不会出现思锁。
class NumberPrinter extends Thread { static int c = 0; static int state = 0; private int id; @Override public synchronized void run() { while (state < 15) { if (state % 3 == id) { for (int j = 0; j < 5; j++) { c++; System.out.format("Thread %d: %d %n", id, c); } state++; } } } public NumberPrinter(int id) { this.id = id; } public static void main(String[] args) { for (int i = 0; i < 3; i++) { new NumberPrinter(i).start(); } } }
2.与对象进入waitset"队列"后被唤醒的执行点有关
3.如果用wait,notify这种方式,是根本无法达到精确的控制唤醒。
发表评论
-
状态依赖的类--JCIP C14.1读书笔记
2012-04-11 10:24 2654[本文是我对Java Concurrency In Pract ... -
内置锁和显式锁的区别--JCIP C13读书笔记
2012-04-11 10:17 5768[本文是我对Java Concurrenc ... -
改善并发程序的可扩展性--JCIP C11读书笔记
2012-04-10 14:40 2484[本文是我对Java Concurrency In Pract ... -
如何避免死锁--JCIPC10读书笔记
2012-04-10 10:08 3129[本文是我对Java Concurrency In Pract ... -
task与execution--JCIPC08读书笔记
2012-04-09 10:34 2389[本文是我对Java Concurrency In Pract ... -
配置ThreadPoolExecutor
2012-04-09 10:34 6203[本文是我对Java Concurrency In Pract ... -
停止基于线程的Service--JCIP7.2读书笔记
2012-04-06 10:28 2329[本文是我对Java Concurrency In Pract ... -
处理不可中断的阻塞-JCIP7.1读书笔记
2012-04-06 10:23 5692[本文是我对Java Concurrenc ... -
处理InterruptedException异常--JCIP7.1读书笔记
2012-04-05 14:08 6111[本文是我对Java Concurrency In Pract ... -
中断线程--JCIP7.1读书笔记
2012-04-05 14:03 2589[本文是我对Java Concurrency In Pract ... -
改善并发性能--JCIP6.3读书笔记
2012-04-02 11:51 2553[本文是我对Java Concurrency In Pr ... -
Executor--JCIP C06读书笔记
2012-04-02 09:28 2856[本文是我对Java Concurrency In Pract ... -
设计高效的线程安全的缓存--JCIP5.6读书笔记
2012-04-01 22:49 5842[本文是我对Java Concurrency In Pract ... -
synchronizer--JCIP5.5读书笔记
2012-04-01 22:44 2340[本文是我对Java Concurrency In Pract ... -
使用BlockingQueue构建生产者消费者模式--JCIP5.3读书笔记
2012-03-31 17:32 4598[本文是我对Java Concurrency In Pract ... -
ConcurrentHashMap和CopyOnWriteArrayList--Java Concurrency In Practice C05读书笔记
2012-03-31 11:27 4035[本文是我对Java Concurrenc ... -
线程安全的集合类--Java Concurrency In Practice C05读书笔记
2012-03-28 18:26 14232[本文是我对Java Concurrency In Pract ... -
利用对象限制和委托构建线程安全的类--Java Concurrency In Practice C04读书笔记
2012-03-27 18:23 3822[本文是我对Java Concurrency In Pract ... -
变量可见性和volatile, this逃逸, 不可变对象, 以及安全公开--Java Concurrency In Practice C03读书笔记
2012-03-26 21:55 12553[本文是我对Java Concurrency In Pract ... -
变量可见性和volatile, this逃逸, 不可变对象, 以及安全公开--Java Concurrency In Practice C02读书笔记
2012-03-26 21:53 2[本文是我对Java Concurrency In Pract ...
相关推荐
标题中的“答复: 一道经典线程面试题的4种解法”暗示了这是一个关于多线程编程的问题,通常在面试中出现,用于评估候选人的并发处理能力。在这个问题中,可能涉及到同步、线程安全、锁机制等关键概念。 在Java中,...
10. **多线程**:Java提供了丰富的多线程支持,理解和掌握并发编程是高级Java开发者必备的技能。 在学习过程中,解决课后编程题是提高编程能力和解决问题能力的有效途径。通过“java参考答案”,学习者可以检查自己...
9. **多线程**:Java提供了强大的多线程支持,了解并发编程的概念和工具(如synchronized、volatile、ThreadLocal、Lock接口等),对于优化程序性能和解决并发问题至关重要。 10. **IO与NIO**:Java的IO流和NIO...
多线程知识点在面试中是重点考察项,因为它直接关联到一个开发者的系统设计能力和并发编程能力。 对于Spring框架,题库会覆盖基础的IoC和AOP原理,以及Spring MVC的工作流程和组件之间的关系。理解并掌握Spring框架...
10. **线程编程**: 多线程是并发执行的基础,例题可能包括线程的创建、同步、通信、死锁等问题。 11. **枚举与注解**: 枚举提供了一种安全的常量表示方式,注解则可以用于元数据标注,这两个特性在现代Java编程中...
同时,它还会涉及多线程、并发编程、IO流、网络编程等进阶主题。 在数据结构方面,你将看到如何用Java实现常见的数据结构,如栈、队列、链表、树(二叉树、平衡树等)、图、哈希表等。这些数据结构在解决问题时起着...
- **线程同步**:利用`synchronized`关键字和显式锁机制来确保多线程访问共享资源的安全性。 - **线程间通信**:通过等待(wait)和通知(notify)机制实现线程间的协同工作。 #### 9. 内存管理 - **垃圾回收(GC)**:...
在Java编程领域,掌握经典问题的解法是提升技能的关键步骤。"JAVA 50题 sdau" 提供了五十个编程题目,旨在帮助开发者深化对Java语言的理解,提高解决问题的能力。这些题目分为两个部分,可能包括基础概念、数据结构...
- **性能**:由于 `Hashtable` 使用了同步机制,所以在多线程环境下,它的性能比 `HashMap` 差。 - **初始容量和负载因子**:`HashMap` 提供了更灵活的初始容量和负载因子设置,而 `Hashtable` 的初始容量固定为 11...
2. **编程语言与数据结构**:软件设计师需要熟练掌握至少一种或多种编程语言,如Java、C++或Python。同时,对数据结构的理解至关重要,包括数组、链表、树、图、栈、队列等,它们是解决复杂问题的基础工具。 3. **...
- **基础**:熟悉Java语法、异常处理、集合框架、多线程、IO流等基础内容。 - **高级**:了解JVM内存模型、垃圾回收机制、并发编程、设计模式、Spring框架等。 - **算法**:熟练运用各种算法和数据结构,如排序、...
### 科大讯飞笔试题知识点汇总 #### 一、STL库组成部分 - **算法**:这部分提供了各种通用算法,比如排序、查找等。... - **并发容器**:使用专门为多线程设计的容器,比如`ConcurrentHashMap`等。
6. **多线程**:在并发编程中,理解线程的概念、同步机制(如synchronized关键字、wait/notify)以及线程池的使用,对于提高程序性能和稳定性十分重要。 7. **算法与数据结构**:蓝桥杯大赛特别注重算法,如排序...
- **多线程**:如果涉及并行计算,Java的并发库如`ExecutorService`和`Future`接口是必不可少的。 - **异常处理**:良好的异常处理可以提高程序的健壮性。 7. **测试与调试**:编写完成后,使用**单元测试**验证...
此外,Java并发库(`java.util.concurrent`)提供了高效线程同步和并发数据结构,如`ConcurrentHashMap`。 这个资料包中的"java算法书"很可能包含了许多经典的算法实例和详细解释,帮助读者深入理解数据结构和算法...
再者,多线程和并发编程是Java面试的热点。你需要了解线程的创建与管理,同步机制(如synchronized、volatile、Lock接口),以及并发工具类(如Semaphore、CountDownLatch、CyclicBarrier)。面试官可能会让你设计一...
以上就是题目中涉及的主要知识点,包括字符串处理、SQL、排列组合、逻辑推理、时间管理、多线程编程、TCP协议、网络编程中的并发处理和字节序转换等内容。理解和掌握这些知识点对于从事IT行业,尤其是软件开发和系统...
9. **多线程**:Java提供强大的并发支持,理解和掌握线程同步、死锁等概念,对于大型系统设计至关重要。 10. **IO流**:在处理文件输入输出时,IO流的使用是必不可少的。 通过对《剑指Offer》Java版代码的研读和...
因此,理解和掌握多线程编程,包括线程的创建、同步、互斥锁等概念,是解决并发问题的关键。 4. **Web编程**:如PHP、Python的Django、Flask框架或Java的Spring Boot等,这些都是网络程序设计中的常见技术。考生需...