在Java中實現讓執行緒按照自己指定的順序執行

2022-06-30 18:05:42

如何讓執行緒按照自己指定的順序執行

我們在日常的多執行緒開發中，可能有時會想讓每個執行緒都按照我們指定的順序來執行，而不是讓CPU隨機排程，這樣可能會讓我們在日常的開發工作中帶來不必要的麻煩。

既然有了這個需求，也就引入了本文的標題，讓執行緒按照自己指定的順序來執行。

有興趣的同學可以猜想下列程式碼可能執行的結果：

按照正常的理解思路，上面程式碼的執行順序依次應該為：t1 → t2 → t3，而實際效果則不是理想的狀態。

下圖為執行效果：

認識Join

join可能對於一些同學來說並不陌生，此處我就不詳細介紹Join是什麼了，有疑問的同學可以自行baidu和google。

這裡我將直接介紹如何使用join來達到我們希望看到的效果！

這裡主要是利用Join的阻塞效果，來達到我們的使用目的。看上圖的執行結果可以得知，程式已經按照我們指定的順序執行結束了，並得到了我們想要的結果。

其實這裡可以深入的思考一下，為什麼join可以達到我們想要的效果呢？接下來我們來看下原始碼：

進入join原始碼後，首先看到的是一個傳入0引數的join方法，此處選擇繼續進入。

首先可以看到join方法是執行緒安全的，其次可以結合上圖一起看，當傳入引數為0時，會命中一個wait(0)的方法，有經驗的同學應該能直接看懂，這裡表示等待。

但是需要說明的是，這裡的等待絕對不是等待呼叫者，而是阻塞的主執行緒，t1,t2,t3只是子執行緒，當子執行緒執行完畢後，主執行緒結束等待。

這裡演示了join的工作方式，也證實了join能讓我們在程式中達到自己想要的效果。

除了join能在程式中幫助我們控制執行緒的順序外，還有另外的方式，比如我們利用執行緒池實現試一試。

利用Executors執行緒池

Executors是JDK中java.util.concurrent包下執行緒池操作類，可以方便的為我們提供執行緒池的操作。

這裡我們使用Executors中的newSingleThreadExecutor()方法，建立一個單執行緒的執行緒池。

根據上圖可以得知，利用newSingleThreadExecutor()方法依然能夠達到我們期待的效果，其實原理很簡單，方法內部是一個基於FIFO的佇列，也就是說，當我們依次將t1,t2,t3加入佇列中時，實際在就緒狀態的只有t1這個執行緒，t2,t3則會被新增到佇列中，當t1執行完畢後，則會繼續執行佇列中的其他執行緒。

根據上面的篇幅我們得知了如何讓執行緒按照指定的方式執行，其實方法還有很多，就不一一列舉了。

執行緒的優先順序及執行順序

在學習運運算元時，讀者知道各個運運算元之間有優先順序，瞭解運運算元的優先順序對程式幵發有很好的作用。執行緒也是如此，每個執行緒都具有優先順序，Java 虛擬機器器根據執行緒的優先順序決定執行緒的執行順序，這樣使多執行緒合理共用 CPU 資源而不會產生衝突。

優先順序概述

在 Java 語言中，執行緒的優先順序範圍是 1~10，值必須在 1~10，否則會出現異常；優先順序的預設值為 5。優先順序較高的執行緒會被優先執行，當執行完畢，才會輪到優先順序較低的執行緒執行。如果優先順序相同，那麼就採用輪流執行的方式。

可以使用 Thread 類中的 setPriority() 方法來設定執行緒的優先順序。語法如下：

public final void setPriority(int newPriority);

如果要獲取當前執行緒的優先順序，可以直接呼叫 getPriority() 方法。語法如下：

public final int getPriority();

使用優先順序

簡單瞭解過優先順序之後，下面通過一個簡單的例子來演示如何使用優先順序。

例 1

分別使用 Thread 類和 Runnable 介面建立執行緒，併為它們指定優先順序。

public class FirstThreadInput extends Thread
{
    public void run()
    {
        System.out.println("呼叫FirstThreadInput類的run()重寫方法");    //輸出字串
        for(int i=0;i<5;i++)
        {
            System.out.println("FirstThreadInput執行緒中i="+i);    //輸出資訊
            try
            {
                Thread.sleep((int) Math.random()*100);    //執行緒休眠
            }
            catch(Exception e){}
        }
    }
}

(2) 建立實現 Runnable 介面的 SecondThreadInput 類，實現 run() 方法。程式碼如下：

public class SecondThreadInput implements Runnable
{
    public void run()
    {
        System.out.println("呼叫SecondThreadInput類的run()重寫方法");    //輸出字串
        for(int i=0;i<5;i++)
        {
            System.out.println("SecondThreadInput執行緒中i="+i);    //輸出資訊
            try
            {
                Thread.sleep((int) Math.random()*100);    //執行緒休眠
            }
            catch(Exception e){}
        }
    }
}

(3) 建立 TestThreadInput 測試類，分別使用 Thread 類的子類和 Runnable 介面的物件建立執行緒，然後呼叫 setPriority() 方法將這兩個執行緒的優先順序設定為 4，最後啟動執行緒。程式碼如下：

public class TestThreadInput
{
    public static void main(String[] args)
    {
        FirstThreadInput fti=new FirstThreadInput();
        Thread sti=new Thread(new SecondThreadInput());
        fti.setPriority(4);
        sti.setPriority(4);
        fti.start();
        sti.start();
    }
}

(4) 執行上述程式碼，執行結果如下所示。

呼叫FirstThreadInput類的run()重寫方法
呼叫SecondThreadInput類的run()重寫方法
FirstThreadInput執行緒中i=0
SecondThreadInput執行緒中i=0
FirstThreadInput執行緒中i=1
FirstThreadInput執行緒中i=2
SecondThreadInput執行緒中i=1
FirstThreadInput執行緒中i=3
SecondThreadInput執行緒中i=2
FirstThreadInput執行緒中i=4
SecondThreadInput執行緒中i=3
SecondThreadInput執行緒中i=4

由於該例子將兩個執行緒的優先順序都設定為 4，因此它們互動佔用 CPU ，宏觀上處於並行執行狀態。

重新更改 ThreadInput 類的程式碼、設定優先順序。程式碼如下：

fti.setPriority(1);
sti.setPriority(10);

重新執行上述程式碼，如下所示。

呼叫FirstThreadInput類的run()重寫方法
呼叫SecondThreadInput類的run()重寫方法
FirstThreadInput執行緒中i=0
SecondThreadInput執行緒中i=0
SecondThreadInput執行緒中i=1
SecondThreadInput執行緒中i=2
SecondThreadInput執行緒中i=3
SecondThreadInput執行緒中i=4
FirstThreadInput執行緒中i=1
FirstThreadInput執行緒中i=2
FirstThreadInput執行緒中i=3
FirstThreadInput執行緒中i=4

以上為個人經驗，希望能給大家一個參考，也希望大家多多支援it145.com。