前言
昨天晚上面试一家公司，问的问题都比较基础，就想考考基础扎不扎实。 其中有一个问题是老掉牙 的怎么实现多线程顺序执行~ 首先要理解多线程的几个生命周期，当调用Thread的start()方法，不代表这个线程就立刻执行了，而是这个线程进入了就绪状态，要执行的话还需要由CPU调度才能进入运行状态，其余的状态就不多说了……
声明： 本文示例参照了
让线程按顺序执行8种方法
让多线程按顺序执行的几种方法
一、Thread的join()方法
当然，thread的join方法实现多线程顺序执行有两种方式，一种是在子线程内部调用join()方法，另一种是直接在主线程调用join()方法；写法上是主线程上调用join()更直观，谁先执行谁后执行一目了然。子线程内部调用的话，相对的要注意调用的顺序。
1.子线程内部调用join()
public class ThreadJoinDemo {
public static void main(String[] args) throws InterruptedException {
final Thread thread1 = new Thread(new Runnable() {
@Override
public void run() {
System.out.println("打开冰箱！");
}
});
final Thread thread2 = new Thread(new Runnable() {
@Override
public void run() {
try {
thread1.join();
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
System.out.println("拿出一瓶牛奶！");
}
});
final Thread thread3 = new Thread(new Runnable() {
@Override
public void run() {
try {
thread2.join();
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
System.out.println("关上冰箱！");
}
});
//下面三行代码顺序可随意调整，程序运行结果不受影响，因为我们在子线程中通过“join()方法”已经指定了运行顺序（还有一个原因就是之前说的多线程的生命周期中有就绪状态，需要等待cpu调度，start并不意味着运行状态）。
thread3.start();
thread2.start();
thread1.start();
}
}
运行结果
打开冰箱！
拿出一瓶牛奶！
关上冰箱！
2.在主线程中通过join()方法指定顺序
public class ThreadMainJoinDemo {
public static void main(String[] args) throws InterruptedException {
final Thread thread1 = new Thread(new Runnable() {
@Override
public void run() {
System.out.println("打开冰箱！");
}
});
final Thread thread2 = new Thread(new Runnable() {
@Override
public void run() {
System.out.println("拿出一瓶牛奶！");
}
});
final Thread thread3 = new Thread(new Runnable() {
@Override
public void run() {
System.out.println("关上冰箱！");
}
});
thread1.start();
thread1.join();
thread2.start();
thread2.join();
thread3.start();
}
}
运行结果
打开冰箱！
拿出一瓶牛奶！
关上冰箱！
注意： 这里得控制好顺序了，为什么要控制顺序呢，跟join()方法的源码有关，一起看看吧：
public final void join() throws InterruptedException {
join(0);
}
查看Thread源码可知，join()方法内部调用了join(0); 进入如下方法，内部实现是调用了Object的wait(0)，根据调用了join()方法的线程实例的存活状态，不断的循环判断是否让获得cpu资源的线程进入等待状态。
public final synchronized void join(long millis)
throws InterruptedException {
long base = System.currentTimeMillis();
long now = 0;
if (millis < 0) {
throw new IllegalArgumentException("timeout value is negative");
}
if (millis == 0) {
while (isAlive()) {
wait(0);
}
} else {
while (isAlive()) {
long delay = millis - now;
if (delay <= 0) {
break;
}
wait(delay);
now = System.currentTimeMillis() - base;
}
}
}
通过join()方法的源码，其实可以自己去利用wait()实现如何利用wait()完成线程顺序执行，这里不赘述。
二、使用jdk5推出的线程池Executors创建单例的方法
public class ThreadPoolDemo {
static ExecutorService executorService = Executors.newSingleThreadExecutor();
public static void main(String[] args) {
final Thread thread1 = new Thread(new Runnable() {
@Override
public void run() {
System.out.println("打开冰箱！");
}
});
final Thread thread2 =new Thread(new Runnable() {
@Override
public void run() {
System.out.println("拿出一瓶牛奶！");
}
});
final Thread thread3 = new Thread(new Runnable() {
@Override
public void run() {
System.out.println("关上冰箱！");
}
});
executorService.submit(thread1);
executorService.submit(thread2);
executorService.submit(thread3);
executorService.shutdown(); //使用完毕记得关闭线程池
}
}
下面进入j.u.c包下的并发类，分水岭。。。
三、CountDownLatch（倒计数）类
CountDownLatch类的特点就是可以初始化设置一个state的值，每次调用countDown()方法进行减一，如果state没有减小到0就会被await()方法一直阻塞。利用CountDownLatch方法可以实现和join()方法子线程运用一样的妙处。当然，CountDownLatch类的缺点是state不能重置，只能初始化一次，意思就是减小到0后，就没用了。。。不能加回去。
public class ThreadCountDownLatchDemo {
private static CountDownLatch countDownLatch1 = new CountDownLatch(1);
private static CountDownLatch countDownLatch2 = new CountDownLatch(1);
public static void main(String[] args) {
final Thread thread1 = new Thread(new Runnable() {
@Override
public void run() {
System.out.println("打开冰箱！");
countDownLatch1.countDown();
}
});
final Thread thread2 = new Thread(new Runnable() {
@Override
public void run() {
try {
countDownLatch1.await();
System.out.println("拿出一瓶牛奶！");
countDownLatch2.countDown();
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
}
});
final Thread thread3 = new Thread(new Runnable() {
@Override
public void run() {
try {
countDownLatch2.await();
System.out.println("关上冰箱！");
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
}
});
//下面三行代码顺序可随意调整，程序运行结果不受影响
thread3.start();
thread1.start();
thread2.start();
}
}
四、CyclicBarrier（回环栅栏）类
这个类对CountDownLatch不能重复计数进行了改进，实现了可重复计数，不用向上面例子那样创建多个CountDownLatch实例，这个只需创建一个实例，设置state的大小就可以了。 当然，CyclicBarrier放在这也是大材小用，CyclicBarrier一般的使用场景是控制一组线程同时开始执行，就像跑步比赛一样，当所有运动员准备就绪才可以开始跑。
import java.util.concurrent.BrokenBarrierException;
import java.util.concurrent.CyclicBarrier;
/**
* @author wwj
* 使用CyclicBarrier(回环栅栏)实现线程按顺序运行
*/
public class CyclicBarrierDemo {
static CyclicBarrier barrier1 = new CyclicBarrier(2);
static CyclicBarrier barrier2 = new CyclicBarrier(2);
public static void main(String[] args) {
final Thread thread1 = new Thread(new Runnable() {
@Override
public void run() {
try {
System.out.println("产品经理规划新需求");
//放开栅栏1
barrier1.await();
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
} catch (BrokenBarrierException e) {
e.printStackTrace();
}
}
});
final Thread thread2 = new Thread(new Runnable() {
@Override
public void run() {
try {
//放开栅栏1
barrier1.await();
System.out.println("开发人员开发新需求功能");
//放开栅栏2
barrier2.await();
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
} catch (BrokenBarrierException e) {
e.printStackTrace();
}
}
});
final Thread thread3 = new Thread(new Runnable() {
@Override
public void run() {
try {
//放开栅栏2
barrier2.await();
System.out.println("测试人员测试新功能");
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
} catch (BrokenBarrierException e) {
e.printStackTrace();
}
}
});
thread3.start();
thread1.start();
thread2.start();
}
}
public class CyclicBarrierDemo {
static class TaskThread extends Thread {
CyclicBarrier barrier;
public TaskThread(CyclicBarrier barrier) {
this.barrier = barrier;
}
@Override
public void run() {
try {
Thread.sleep(1000);
System.out.println(getName() + " 到达栅栏 A");
barrier.await();
System.out.println(getName() + " 冲破栅栏 A");
Thread.sleep(2000);
System.out.println(getName() + " 到达栅栏 B");
barrier.await();
System.out.println(getName() + " 冲破栅栏 B");
} catch (Exception e) {
e.printStackTrace();
}
}
}
public static void main(String[] args) {
int threadNum = 5;
CyclicBarrier barrier = new CyclicBarrier(threadNum, new Runnable() {
@Override
public void run() {
System.out.println(Thread.currentThread().getName() + " 完成最后任务");
}
});
for(int i = 0; i < threadNum; i++) {
new TaskThread(barrier).start();
}
}
}
打印结果
Thread-1 到达栅栏 A
Thread-3 到达栅栏 A
Thread-0 到达栅栏 A
Thread-4 到达栅栏 A
Thread-2 到达栅栏 A
Thread-2 完成最后任务
Thread-2 冲破栅栏 A
Thread-1 冲破栅栏 A
Thread-3 冲破栅栏 A
Thread-4 冲破栅栏 A
Thread-0 冲破栅栏 A
Thread-4 到达栅栏 B
Thread-0 到达栅栏 B
Thread-3 到达栅栏 B
Thread-2 到达栅栏 B
Thread-1 到达栅栏 B
Thread-1 完成最后任务
Thread-1 冲破栅栏 B
Thread-0 冲破栅栏 B
Thread-4 冲破栅栏 B
Thread-2 冲破栅栏 B
Thread-3 冲破栅栏 B
五、Sephmore（信号量）类
Sephmore类它是类似于回环栅栏，但是又不大一样，它里面的计数值叫许可，可以初始化许可的值，每个线程实例可以获取指定的许可个数，当这个线程执行完毕可以归还许可；让其他线程继续去获取许可执行线程内容；当获取不到许可的线程就会阻塞住，等待其他线程执行完，释放了许可，才能够往下执行。
acquire():当前线程尝试去阻塞的获取1个许可证,此过程是阻塞的,当前线程获取了1个可用的许可证，则会停止等待，继续执行。
release():当前线程释放1个可用的许可证。
除了这两个方法外，Sephmore还有获取多个许可的方法，可以自行去查看源码。 当然，Sephmore放在这里用确实是大材小用了，它一般的使用场景都是类似于数据库连接池的并发控制，取完后归还一样。
import java.util.concurrent.Semaphore;
/**
* 使用Sephmore(信号量)实现线程按顺序运行
*/
public class SemaphoreDemo {
private static Semaphore semaphore1 = new Semaphore(1);
private static Semaphore semaphore2 = new Semaphore(1);
public static void main(String[] args) {
final Thread thread1 = new Thread(new Runnable() {
@Override
public void run() {
System.out.println("产品经理规划新需求");
semaphore1.release();
}
});
final Thread thread2 = new Thread(new Runnable() {
@Override
public void run() {
try {
semaphore1.acquire();
System.out.println("开发人员开发新需求功能");
semaphore2.release();
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
}
});
Thread thread3 = new Thread(new Runnable() {
@Override
public void run() {
try {
semaphore2.acquire();
thread2.join();
semaphore2.release();
System.out.println("测试人员测试新功能");
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
}
});
System.out.println("早上：");
System.out.println("测试人员来上班了...");
thread3.start();
System.out.println("产品经理来上班了...");
thread1.start();
System.out.println("开发人员来上班了...");
thread2.start();
}
}
执行结果
早上：
测试人员来上班了...
产品经理来上班了...
开发人员来上班了...
产品经理规划新需求
开发人员开发新需求功能
测试人员测试新功能
六、其实还有很多
比如更高大上的AQS，锁，ReentrantLock配合Condition，涉及了两个队列，我比较头疼，一个是虚拟同步双向队列，一个是Condition的队列，只是我不太熟，理解不深刻，不敢拿出来卖，不过能使用后面三种基本上是对并发编程有一定理解了的。。。。。 有兴趣可以去看看，这个可重入锁弄懂可是很加分的