多线程

https://me.csdn.net/huo_chai_gun 张孝祥

https://blog.csdn.net/yangyang3_/article/details/80475997  张孝祥

空中网挑选实习生的面试题

第一题：

现有的程序代码模拟产生了16个日志对象，并且需要运行16秒才能打印完这些日志，请在程序中增加4个线程去调用parseLog()方法来分头打印这16个日志对象，程序只需要运行4秒即可打印完这些日志对象。原始代码如下：

[java]view plaincopy

package cn.itcast.heima;  

public class Test {  

public static void main(String[] args){  

System.out.println("begin:"+(System.currentTimeMillis()/1000));  

/*模拟处理16行日志，下面的代码产生了16个日志对象，当前代码需要运行16秒才能打印完这些日志。

            修改程序代码，开四个线程让这16个对象在4秒钟打完。

         */  

for(int i=0;i<16;i++){  //这行代码不能改动  

final String log = ""+(i+1);//这行代码不能改动  

            {  

                Test.parseLog(log);  

            }  

        }  

    }  

//parseLog方法内部的代码不能改动  

public static void parseLog(String log){  

System.out.println(log+":"+(System.currentTimeMillis()/1000));  

try {  

Thread.sleep(1000);  

}catch (InterruptedException e) {  

            e.printStackTrace();  

        }         

    }  

}  

分析：线程如何得到产生的数据？将数据存放在队列中，然后从队列中取

步骤：创建四个线程，将产生的数据存入集合，线程在集合中取数据

[java]view plaincopy

package cn.itcast.heima;  

import java.util.concurrent.ArrayBlockingQueue;  

import java.util.concurrent.BlockingQueue;  

public class Test {  

public static void main(String[] args){  

final BlockingQueue<String> queue = new ArrayBlockingQueue<String>(1);//1个数据也可以，  

//final BlockingQueue<String> queue = new ArrayBlockingQueue<String>(16);//可以装16个数据  

//创建四个线程  

for(int i=0;i<4;i++){  

new Thread(new Runnable(){  

@Override  

public void run() {  

while(true){  

try {  

String log = queue.take();//从阻塞队列中拿数据  

                            parseLog(log);  

}catch (InterruptedException e) {  

                            e.printStackTrace();  

                        }  

                    }  

                }  

            }).start();  

        }  

System.out.println("begin:"+(System.currentTimeMillis()/1000));  

/*模拟处理16行日志，下面的代码产生了16个日志对象，当前代码需要运行16秒才能打印完这些日志。

        修改程序代码，开四个线程让这16个对象在4秒钟打完。

        */  

for(int i=0;i<16;i++){  //这行代码不能改动  

final String log = ""+(i+1);//这行代码不能改动  

            {  

try {  

queue.put(log);//将数据放入队列中  

}catch (InterruptedException e) {  

                        e.printStackTrace();  

                    }  

            }  

        }  

    }  

//parseLog方法内部的代码不能改动  

public static void parseLog(String log){  

System.out.println(log+":"+(System.currentTimeMillis()/1000));  

try {  

Thread.sleep(1000);  

}catch (InterruptedException e) {  

            e.printStackTrace();  

        }         

    }  

}  

考察了阻塞队列的使用

第二题：

现成程序中的Test类中的代码在不断地产生数据，然后交给TestDo.doSome()方法去处理，就好像生产者在不断地产生数据，消费者在不断消费数据。请将程序改造成有10个线程来消费生成者产生的数据，这些消费者都调用TestDo.doSome()方法去进行处理，故每个消费者都需要一秒才能处理完，程序应保证这些消费者线程依次有序地消费数据，只有上一个消费者消费完后，下一个消费者才能消费数据，下一个消费者是谁都可以，但要保证这些消费者线程拿到的数据是有顺序的。原始代码如下：

[java]view plaincopy

package queue;  

public class Test {  

public static void main(String[] args) {  

System.out.println("begin:"+(System.currentTimeMillis()/1000));  

for(int i=0;i<10;i++){  //这行不能改动  

String input = i+"";  //这行不能改动  

            String output = TestDo.doSome(input);  

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

        }  

    }  

}  

//不能改动此TestDo类  

class TestDo {  

public static String doSome(String input){  

try {  

Thread.sleep(1000);  

}catch (InterruptedException e) {  

            e.printStackTrace();  

        }  

String output = input +":"+ (System.currentTimeMillis() / 1000);  

return output;  

    }  

}  

分析：

线程如何得到产生的数据？通过队列

这里使用同步队列SynchronousQueue，它是一个阻塞队列，每一个插入操作对应一个取出操作，只有线程一旦来取了，才会插入数据。所以它不指定大小

使用lock或者semaphore实现线程互斥，一个一个执行

[java]view plaincopy

package queue;  

import java.util.concurrent.Semaphore;  

import java.util.concurrent.SynchronousQueue;  

public class Test {  

public static void main(String[] args) {  

final Semaphore semaphore = new Semaphore(1);  

final SynchronousQueue<String> queue = new SynchronousQueue<String>();  

for(int i=0;i<10;i++){  

new Thread(new Runnable(){  

public void run() {   

try {  

semaphore.acquire();//当前线程获取一个信号灯，保证线程一个一个取，而不是10个线程同时取数据（这里用锁也可以）  

                        String input = queue.take();  

                        String output = TestDo.doSome(input);  

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

                        semaphore.release();  

}catch (InterruptedException e) {  

                        e.printStackTrace();  

                    }     

                }  

            }).start();  

        }  

System.out.println("begin:"+(System.currentTimeMillis()/1000));  

for(int i=0;i<10;i++){  //这行不能改动  

String input = i+"";  //这行不能改动  

try {  

queue.put(input);//将数据放在队列中  

}catch (InterruptedException e) {  

                e.printStackTrace();  

            }  

        }  

    }  

}  

//不能改动此TestDo类  

class TestDo {  

public static String doSome(String input){  

try {  

Thread.sleep(1000);  

}catch (InterruptedException e) {  

            e.printStackTrace();  

        }  

String output = input +":"+ (System.currentTimeMillis() / 1000);  

return output;  

    }  

}  

第三题：

现有程序同时启动了4个线程去调用TestDo.doSome(key, value)方法，由于TestDo.doSome(key, value)方法内的代码是先暂停1秒，然后再输出以秒为单位的当前时间值，所以，会打印出4个相同的时间值，如下所示：

4:4:1258199615

1:1:1258199615

3:3:1258199615

1:2:1258199615

请修改代码，如果有几个线程调用TestDo.doSome(key, value)方法时，传递进去的key相等（equals比较为true），则这几个线程应互斥排队输出结果，即当有两个线程的key都是"1"时，它们中的一个要比另外其他线程晚1秒输出结果，如下所示：

4:4:1258199615

1:1:1258199615

3:3:1258199615

1:2:1258199616

总之，当每个线程中指定的key相等时，这些相等key的线程应每隔一秒依次输出时间值（要用互斥），如果key不同，则并行执行（相互之间不互斥）。原始代码如下：

[java]view plaincopy

package syn;  

//不能改动此Test类      

public class Test extends Thread{  

private TestDo testDo;  

private String key;  

private String value;  

public Test(String key,String key2,String value){  

this.testDo = TestDo.getInstance();  

/*常量"1"和"1"是同一个对象，下面这行代码就是要用"1"+""的方式产生新的对象，

        以实现内容没有改变，仍然相等（都还为"1"），但对象却不再是同一个的效果*/  

this.key = key+key2;   

this.value = value;  

    }  

public static void main(String[] args) throws InterruptedException{  

Test a =new Test("1","","1");  

Test b =new Test("1","","2");  

Test c =new Test("3","","3");  

Test d =new Test("4","","4");  

System.out.println("begin:"+(System.currentTimeMillis()/1000));  

        a.start();  

        b.start();  

        c.start();  

        d.start();  

    }  

public void run(){  

        testDo.doSome(key, value);  

    }  

}  

class TestDo {  

private TestDo() {}  

private static TestDo _instance = new TestDo();   

public static TestDo getInstance() {  

return _instance;  

    }  

public void doSome(Object key, String value) {  

// 以大括号内的是需要局部同步的代码，不能改动!  

        {  

try {  

Thread.sleep(1000);  

System.out.println(key+":"+value + ":"  

+ (System.currentTimeMillis() /1000));  

}catch (InterruptedException e) {  

                e.printStackTrace();  

            }  

        }  

    }  

}  

分析：

需要同步，同步的锁就是传入的key，但是锁字符串内容相同，但不一定是同一对象，所以需要进行判断。

需要用到同步集合。

[java]view plaincopy

package syn;  

import java.util.ArrayList;  

import java.util.Iterator;  

import java.util.concurrent.CopyOnWriteArrayList;  

//不能改动此Test类      

public class Test extends Thread{  

private TestDo testDo;  

private String key;  

private String value;  

public Test(String key,String key2,String value){  

this.testDo = TestDo.getInstance();  

/*常量"1"和"1"是同一个对象，下面这行代码就是要用"1"+""的方式产生新的对象，

        以实现内容没有改变，仍然相等（都还为"1"），但对象却不再是同一个的效果*/  

this.key = key+key2;   

/*      a = "1"+"";

        b = "1"+"";//这里a和b都是常量相加，编译器会自动优化为同一对象

*/  

this.value = value;  

    }  

public static void main(String[] args) throws InterruptedException{  

Test a =new Test("1","","1");  

Test b =new Test("1","","2");  

Test c =new Test("3","","3");  

Test d =new Test("4","","4");  

System.out.println("begin:"+(System.currentTimeMillis()/1000));  

        a.start();  

        b.start();  

        c.start();  

        d.start();  

    }  

public void run(){  

        testDo.doSome(key, value);  

    }  

}  

class TestDo {  

private TestDo() {}  

private static TestDo _instance = new TestDo();   

public static TestDo getInstance() {  

return _instance;  

    }  

//  private ArrayList keys = new ArrayList();//这里不能使用ArrayList集合。因为会发生ConcurrentModificationException的问题，此例中会出现一个线程迭代集合的同时另一个线程在往集合中添加元素。比如此例中a线程进入往集合中添加了一个元素，b线程进入因为元素相同就进行迭代操作，这时c线程也是同时执行的，进入后会执行添加操作。出现该错误必须是这种情况出现，否则程序运行不会报错！！  

private CopyOnWriteArrayList keys = new CopyOnWriteArrayList();  

public void doSome(Object key, String value) {  

        Object o = key;  

if(!keys.contains(o)){  

keys.add(o);//如果集合中没有该元素（实际上判断有无元素与之相等），就存入该对象  

}else{  

//如果有该元素，就直接遍历集合，找到该元素，并用该元素作为同步的锁  

for(Iterator iter=keys.iterator();iter.hasNext();){  

try {  

Thread.sleep(20);//减慢迭代的速度（等着别的线程进行加入元素操作），增加出现并发修改问题的概率  

}catch (InterruptedException e) {  

                    e.printStackTrace();  

                }  

                Object oo = iter.next();  

if(oo.equals(o)){  

                    o = oo;  

break;  

                }  

            }  

        }  

synchronized(o)  

// 以大括号内的是需要局部同步的代码，不能改动!  

        {  

try {  

Thread.sleep(1000);  

System.out.println(key+":"+value + ":"  

+ (System.currentTimeMillis()/1000));//这里将毫秒数除以1000，所以看到的时间会一样  

}catch (InterruptedException e) {  

                e.printStackTrace();  

            }  

        }  

    }  

} 

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