使用Java的多線程來實(shí)現(xiàn)累加計(jì)數(shù) 詳細(xì)代碼解析

Java多線程的應(yīng)用現(xiàn)在是越來越廣泛了，相信很多小伙伴也有在學(xué)習(xí)Java多線程的知識(shí)。下面，我和大家分享一篇關(guān)于Java多線程的題目練習(xí)，來幫助大家對(duì)Java多線程的理解。

題目

給定count=0；讓5個(gè)線程并發(fā)累加到1000；

思路

• 創(chuàng)建一個(gè)類MyRunnable，實(shí)現(xiàn)Runnable（繼承Thread類也可）
• 定義一個(gè)公共變量count(初始值為0)，5個(gè)線程都可以訪問到；
• 創(chuàng)建5個(gè)線程并發(fā)遞增count到1000；

注意

這塊注意Thread和Runnable類的區(qū)別，Thread類是線程類，可以直接new Thread().start運(yùn)行。而Runnable類是任務(wù)類，需要一個(gè)線程來承載任務(wù)，通過new Thread(new Runnable()).start()來運(yùn)行任務(wù)。

方法

方法一

將count公共變量放到測(cè)試類Test的類成員變量里，將MyRunnable類作為Test類的內(nèi)部類，在Test類的main方法里創(chuàng)建5個(gè)線程，實(shí)現(xiàn)累加。

代碼

public class Test {
 //公共變量
 int count=0;
 public static void main(String[] args){
  //new一個(gè)實(shí)現(xiàn)Runnable的類
  Test test=new Test();
  //創(chuàng)建5個(gè)任務(wù)
  MyRunnable myRunnable1=test.new MyRunnable();
  MyRunnable myRunnable2=test.new MyRunnable();
  MyRunnable myRunnable3=test.new MyRunnable();
  MyRunnable myRunnable4=test.new MyRunnable();
  MyRunnable myRunnable5=test.new MyRunnable();
  //創(chuàng)建5個(gè)線程
  new Thread(myRunnable1).start();
  new Thread(myRunnable2).start();
  new Thread(myRunnable3).start();
  new Thread(myRunnable4).start();
  new Thread(myRunnable5).start();
 }
 //創(chuàng)建一個(gè)實(shí)現(xiàn)Runnable的類
 class MyRunnable implements Runnable{
  public void run() {
   while(true){
    //鎖住的是整個(gè)MyRunnable類
    synchronized(MyRunnable.class){
     if(count>=1000){
      break;
     }
     System.out.println(Thread.currentThread().getName()+":count:"+(++count));
     //測(cè)試時(shí)，線程更容易切換
     Thread.yield();
    }    
   }
  }  
 } 
}

方法二
以上代碼沒有問題，成功實(shí)現(xiàn)5個(gè)線程累加count到1000，接下來我們將上邊代碼稍作修改。

• 將5個(gè)線程執(zhí)行5個(gè)任務(wù)，修改為5個(gè)線程執(zhí)行同一任務(wù)。
• 將synchronized(MyRunnable.class)修改為synchronized(this)

代碼

public class Test {
 //公共變量
 int count=0;
 public static void main(String[] args){
  //new一個(gè)實(shí)現(xiàn)Runnable的類
  Test test=new Test();
  //創(chuàng)建1個(gè)任務(wù)
  MyRunnable myRunnable1=test.new MyRunnable();
//  MyRunnable myRunnable2=test.new MyRunnable();
//  MyRunnable myRunnable3=test.new MyRunnable();
//  MyRunnable myRunnable4=test.new MyRunnable();
//  MyRunnable myRunnable5=test.new MyRunnable();
  //創(chuàng)建5個(gè)線程
  for(int i=0;i<4;i++){
   new Thread(myRunnable1).start();
  }
//  new Thread(myRunnable2).start();
//  new Thread(myRunnable3).start();
//  new Thread(myRunnable4).start();
//  new Thread(myRunnable5).start();
 }
 //創(chuàng)建一個(gè)實(shí)現(xiàn)Runnable的類
 class MyRunnable implements Runnable{
  public void run() {
   while(true){
    //鎖住的是同一對(duì)象
    synchronized(this){
     if(count>=1000){
      break;
     }
     System.out.println(Thread.currentThread().getName()+":count:"+(++count));
     //測(cè)試時(shí)，線程更容易切換
     Thread.yield();
    }
    
   }
  }  
 }
}

以上代碼沒有問題，成功實(shí)現(xiàn)5個(gè)線程累加count到1000。 

雖然結(jié)果是一樣的，但是代碼實(shí)現(xiàn)是不一樣的，代碼一是創(chuàng)建了5個(gè)MyRunnable對(duì)象，代碼二只創(chuàng)建了1個(gè)MyRunnable對(duì)象?？紤]并發(fā)時(shí)用到的鎖就是不一樣的，

代碼一和代碼二雖然synchronized中的鎖不同，但目的都是為了括號(hào)中的鎖是恒定不變的。

• synchronized(this)代表鎖是this對(duì)象，代碼二中之所以可以使用this，是因?yàn)閹讉€(gè)線程使用的this都是同一個(gè)對(duì)象。
• synchronized(MyRunnable.class)代表鎖是MyRunnable.class.this，因?yàn)镸yRunnable.class.this是類加載到靜態(tài)方法區(qū)中，是一直存在不變的，代碼一中可以使用，當(dāng)然代碼二也可以這樣寫。
• 代碼一和代碼二可以使用更通用的方式就是專門new一個(gè)鎖對(duì)象，這個(gè)鎖對(duì)象可以放在類成員變量里，加上static就可以一直常存。如定義成public static Object lock=new Object();代碼一和代碼二都可以使用synchronized(lock)來加鎖。synchronized(this)這種方式主要是因?yàn)闀鴮懛奖恪?/li>

方法三

使用AtomicInteger類，來實(shí)現(xiàn)多線程累加，AtomicInteger類是線程安全的，使用它的優(yōu)點(diǎn)就是我們不需要在代碼里寫Synchronized關(guān)鍵字了，這些事都交給它去做了。

代碼

public class Test {
    static CountDownLatch cdl=new CountDownLatch(1000);;
    static AtomicInteger ai=new AtomicInteger(0);
    public static void main(String[] args) throws InterruptedException{ 
     ExecutorService exec=Executors.newFixedThreadPool(100);
       for (int i = 0; i < 1000; i++) {
        exec.execute(new Runnable() {
    @Override
    public void run() {
     System.out.println(Thread.currentThread().getName()+":"+ai.getAndIncrement());
     cdl.countDown();
    }
   });
          }
     cdl.await();
     System.out.println(ai.get());
     exec.shutdown();
    } 
}

代碼中用到了CountDownLatch類，用法就是給其設(shè)定一個(gè)初始值1000，然后在不同線程中執(zhí)行countDown方法，每執(zhí)行一次，初始值-1,await方法就是等初始值減到0時(shí)，停止等待，否則一直等待。

我在代碼里新建了100個(gè)線程來并發(fā)累加，讓我們看下最后結(jié)果。

控制臺(tái)輸出如下：

可以看到雖然輸出不是按照順序輸出的，但是最后的結(jié)果是我們想要的結(jié)果，沒有出現(xiàn)重復(fù)值的情況。

總結(jié)

這到題目只是舉了一個(gè)多線程的例子，以及鎖的簡(jiǎn)單知識(shí)。在實(shí)際應(yīng)用中，從0累加到1000用多線程是沒有意義的。因?yàn)楦静粫?huì)比單線程快。就像讓一個(gè)人數(shù)數(shù)，從0數(shù)到1000，或者讓5個(gè)人接替數(shù)到1000，應(yīng)該一個(gè)人更快點(diǎn)吧，5個(gè)人還要考慮配合的問題。但假如這5個(gè)人都是磕巴（口語不好），一個(gè)人每讀一個(gè)數(shù)都要停頓1秒，但是讓5個(gè)人協(xié)作，省去中間的等待時(shí)間，才是多線程應(yīng)用的真正意義。
多線程的真正應(yīng)用應(yīng)該是，任務(wù)中有等待的時(shí)間，這個(gè)等待時(shí)間如果交給一個(gè)線程做就堵塞在這塊了。如果交由多個(gè)線程去做，會(huì)充分利用等待時(shí)間，去做其他事情。這才是多線程的意思。在我們?nèi)粘９ぷ髦校馡O，網(wǎng)絡(luò)，圖片處理等，有些地方都是需要等待的，這幾塊用多線程，可能會(huì)提高效率。

當(dāng)然，也有一種情況，比如多個(gè)用戶訪問后臺(tái)接口，每個(gè)用戶訪問其實(shí)都是一個(gè)單獨(dú)的線程，假如想計(jì)算累計(jì)有多少次訪問的話，就需要用到多線程累加。

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