这是我参与11月更文挑战的第7天，活动详情查看：2021最后一次更文挑战
一、多线程简介
- 基本的 概念 是同时对多个任务加以控制，就是同时执行多个任务，通过提高资源使用效率来提高系统的效率。
- 多线程 目的 ：最大限度的利用CPU资源。
- 多线程 优点 ：1.资源利用率更好。 2. 程序设计在某些情况下更简单。 3.程序响应更快。
- 线程执行过程（图源于网络）
二、实例解决方案解析（交替打印FooBar）
Question: 提供一个类如下，两个不同的线程将会共用一个 FooBar 实例。其中一个线程将会调用 foo() 方法，另一个线程将会调用 bar() 方法。请设计修改程序，以确保 "foobar" 被输出 n 次。
class FooBar {
public void foo() {
for (int i = 0; i < n; i++) {
print("foo");
}
}
public void bar() {
for (int i = 0; i < n; i++) {
print("bar");
}
}
}
复制代码1、使用 BlockingQueue
- BlockingQueue (阻塞队列) : 一个支持两个附加操作的队列。一个线程生产对象，而另外一个线程消费这些对象。
- 1、在队列为空时，获取元素的线程会等待队列变为非空。
- 2、当队列满时，存储元素的线程会等待队列可用。
- 应用场景：阻塞队列常用于生产者和消费者的场景，生产者是往队列里添加元素的线程，消费者是从队列里拿元素的线程。阻塞队列就是生产者存放元素的容器，而消费者也只从容器里拿元素。一个线程将会持续生产新对象并将其插入到队列之中，直到队列达到它所能容纳的临界点。也就是说，它是有限的。如果该阻塞队列到达了其临界点，负责生产的线程将会在往里边插入新对象时发生阻塞。它会一直处于阻塞之中，直到负责消费的线程从队列中拿走一个对象。
- 题解以及注释：
public class FooBar {
private int n;
private BlockingQueue<Integer> bar = new LinkedBlockingQueue<>(1); // 最大容量为 1
private BlockingQueue<Integer> foo = new LinkedBlockingQueue<>(1);
public FooBar(int n) {
this.n = n;
}
public void foo(Runnable printFoo) throws InterruptedException { // 可看作生产者
for (int i = 0; i < n; i++) {
foo.put(i); // 执行一次后，就达到了容量最大值，需要等待消费者消费。
printFoo.run();
bar.put(i);
}
}
public void bar(Runnable printBar) throws InterruptedException { // 可看作消费者
for (int i = 0; i < n; i++) {
bar.take(); // 必须在生产者生产后才能消费，消费完之后，又需要等待生产者下一次生产
printBar.run();
foo.take();
}
}
}
复制代码2、使用 Thread.yield() （自旋 + 让出CPU）
- Thread.yield() 方法作用：暂停当前正在执行的线程对象，并执行其他线程（可以这么理解）。而 Thread.yield() 真正的作用是让当前正在运行的线程回到可运行状态，以允许具有相同优先级的其他线程获得运行的机会,如下图（源于网络）。
- 题解以及注释：
class FooBar {
private int n;
public FooBar5(int n) {
this.n = n;
}
volatile boolean permitFoo = true; // 设置标识
volatile boolean permitBar = False;
public void foo(Runnable printFoo) throws InterruptedException {
for (int i = 0; i < n; ) {
if (permitFoo) {
printFoo.run();
i++;
permitFoo = false; // 转换状态
permitBar = true;
} else {
Thread.yield(); // 暂停当前线程，执行其他线程
}
}
}
public void bar(Runnable printBar) throws InterruptedException {
for (int i = 0; i < n; ) {
if (permitBar) {
printBar.run();
i++;
permitFoo = true; // 转换状态
permitBar = false;
} else {
Thread.yield(); // 暂停当前线程，执行其他线程
}
}
}
}
复制代码