多线程同步循环打印和Guarded suspension 模式
2014-03-07 16:53 youxin 阅读(625) 评论(0) 编辑 收藏 举报 * 迅雷笔试题:
* 有三个线程ID分别是A、B、C,请有多线编程实现,在屏幕上循环打印10次ABCABC…
由于线程执行的不确定性,要保证这样有序的输出,必须控制好多线程的同步。
线程同步有两种基本方法:synchronized
(2) wait,notify,notifyAll
/** * 锁码:公共数据区 * 码值:码值为A,表示应该由A线程来执行,B,C线程等待 * 码值为B,C同理。 */ class LockCode{ /**当前锁码码值,初始码值为A,表示最初由A线程运行*/ private char code='A'; /**单例模式*/ private LockCode(){ } public static LockCode newInstance(){ return new LockCode(); } /** * 循环设置锁码 * 每一次调用,锁码按照A-B-C-A-...-的顺序循环往复 */ public void setCode(){ this.code=(char)(this.code+1); if(this.code=='D') this.code='A'; } /** * 得到锁码 */ public char getCode(){ return this.code; } } /** * 完成打印工作的线程类 */ class PrintRunnable implements Runnable{ /**需要打印的字符*/ private char character='?'; /**公共锁码*/ private LockCode lockCode=null; PrintRunnable(char c,LockCode l){ this.character=c; this.lockCode=l; } /** * 线程执行 */ public void run() { int loopCount=1; while(loopCount<=10){ synchronized(lockCode){//线程同步操作锁码 try{ //如果当前运行的线程并不等于当前锁码的码值,则改线程等待 //比如当前运行线程是A,但是码值为B,则A线程等待。 while(lockCode.getCode()!=this.character) lockCode.wait(); //码值匹配成功,打印字符 System.out.print(this.character); //循环10次记数 loopCount++; //设置码值,让下一个线程可以运行 lockCode.setCode(); //让其他所有等待线程激活 lockCode.notifyAll(); }catch(InterruptedException e){ e.printStackTrace(); } } } } } /** * 测试 */ public class ThreadLoopPrint { public static void main(String[] args) { LockCode lockCode=LockCode.newInstance();//公共锁码 Thread ta=new Thread(new PrintRunnable('A',lockCode)); Thread tb=new Thread(new PrintRunnable('B',lockCode)); Thread tc=new Thread(new PrintRunnable('C',lockCode)); ta.start(); tb.start(); tc.start(); } }
上面的模式叫:Guarded Suspension模式。
(参考:http://www.riabook.cn/doc/designpattern/GuardedSuspension.htm
先要考虑到,缓冲区会同时被两个以上的执行绪进行存取,即伺服器的请求处理执行绪与客户端执行绪,所以必须对缓冲区进行防护。
再来是当缓冲区中没有请求时,伺服器必须等待直到被通知有新的请求。
Guarded Suspension模式关注的是执行的流程架构,以Java来实现这个架构的话如下所示:
- RequestQueue.java
public class RequestQueue {
private java.util.LinkedList queue;
public RequestQueue() {
queue = new java.util.LinkedList();
}
public synchronized Request getRequest() {
while(queue.size() <= 0) {
try {
wait();
}
catch(InterruptedException e) {}
}
return (Request) queue.removeFirst();
}
public synchronized void putRequest(Request request) {
queue.addLast(request);
notifyAll();
}
}
一个例子是多人聊天伺服器,请求可能只是一个客户端送出的聊天讯息,聊天讯息会先存至缓冲区中,伺服器会不断的从缓冲区中取出 聊天讯息并发给客户端,如果缓冲区中没有新讯息,则伺服器就进入等待,直到有一个客户端发出聊天讯息并存入缓冲区中,此时伺服器再度被通知,然后再度取出 讯息并进行发送。
代码2:
/** *此代码和上面的代码有一个很大的相同点,就是都利用公共数据区中的数据变化来决定线程工作还是阻塞等待。公共数据区利用了类静态变量。因此代码简洁。 * *@author jiangtao *@date 2010-2-27 *@version 1.0 */ public class MyThread extends Thread{ public static String[] NAMES = new String[] { "A", "B", "C" }; public static int POS = 0; private static final long DURATION = 1000; private int count = 10; public MyThread (String name) { this.setName(name); } @Override public void run() { while (count > 0) { if (this.getName().equals(NAMES[POS])) { this.print(); this.count--; } try { Thread.sleep(DURATION); } catch (InterruptedException e) { e.printStackTrace(); } } } private synchronized void print() { //不要sync也可以,因为我们的if限制。 System.out.print(this.getName()); POS = (POS >= NAMES.length - 1 ? 0 : ++POS); } public static void main(String[] args) { new MyThread ("A").start(); new MyThread ("B").start(); new MyThread ("C").start(); } }
转自:http://hxraid.iteye.com/blog/607228
lpthread解法:
有三个线程ID分别是A、B、C,请有多线编程实现,在屏幕上循环打印10次ABCABC…
引申了一下:
有n个线程,ID为0...n-1,在屏幕上循环打印m次012..n-1
用 c/pthread 实现
//@Author : idup2x@gmail.com #include <stdio.h> #include <stdlib.h> #include <errno.h> #include <pthread.h> #define GROUP_COUNT 100 #define GROUP_SIZE 4 typedef struct { pthread_mutex_t mutex; pthread_cond_t cond; int index; } syn_obj_t; syn_obj_t syn_obj = {PTHREAD_MUTEX_INITIALIZER, PTHREAD_COND_INITIALIZER, 0}; typedef struct { int flag; } elem_t; void * thread_routine(void *arg); int main(int argc, char** argv) { elem_t elems[GROUP_SIZE]; pthread_t pds[GROUP_SIZE]; int i; printf("syn_obj.index = %d\n", syn_obj.index); for (i = 0; i < GROUP_SIZE; i++) { elems[i].flag = i; if ( (pthread_create(&pds[i], NULL, thread_routine, &elems[i])) != 0 ) { perror("pthread create"); exit(-1); } } for (i = 0; i < GROUP_SIZE; i++) { pthread_join(pds[i], NULL); } pthread_mutex_destroy(&syn_obj.mutex); pthread_cond_destroy(&syn_obj.cond); printf("\nsyn_obj.index = %d\n", syn_obj.index); return 0; } void * thread_routine(void *arg) { elem_t *elem = (elem_t *)arg; int i; for (i = 0; i < GROUP_COUNT; i++) { pthread_mutex_lock(&syn_obj.mutex); while ( (syn_obj.index % GROUP_SIZE) != elem->flag ) { pthread_cond_wait(&syn_obj.cond, &syn_obj.mutex); } printf("%d", elem->flag); if ( 0 == (syn_obj.index+1) % GROUP_SIZE ) { printf("\t"); } syn_obj.index++; pthread_cond_broadcast(&syn_obj.cond); // may be cause deadlock // pthread_cond_signal(&syn_obj.cond); pthread_mutex_unlock(&syn_obj.mutex); // sleep(1); } return NULL; }
root@iZ23onhpqvwZ: ./cond2
syn_obj.index = 0
0123 0123 0123 0123 0123 0123 0123 0123 0123 0123
syn_obj.index = 40