很好玩的多线程面试题：如何保证线程顺序执行？两个实例讲清楚
作为面试宠儿的多线程，在面试的时候是一定会被询问的话题，今天，在和朋友聊天的时候，他问了我一道很好玩的多线程面试题，不难，但是想解释清楚，还真的是不容易
问题：现在有T1、T2、T3三个线程，你怎样保证T2在T1执行完后执行，T3在T2执行完后执行
当看到这个问题的时候，我的第一反应就是wait、notify（会在后面附上代码+解释），然后脑子里闪过好多不同的方案，那我们就来看一下我的第一反应是如何处理的
分析：
- Thread类中的join方法是用来同步的，底层其实是调用了 wait方法。先来看一下演示代码：
package com.whh.concurrency;
/**
*@description:
* 问题：现在有 T1、T2、T3 三个线程,怎样保证 T2 在 T1 执行完后执行T3在T2执行完
* 分析：使用join方法实现
*@author:wenhuohuo
*/
public class MyJoin {
public static void main(String[] args) {
final Thread t1 = new Thread(new Runnable() {
@Override
public void run() {
System.out.println("线程1");
}
},"t1");
final Thread t2 = new Thread(new Runnable() {
@Override
public void run() {
try {
t1.join();
} catch (Exception e) {
e.printStackTrace();
}
System.out.println("线程2");
}
},"t2");
final Thread t3 = new Thread(new Runnable() {
@Override
public void run() {
try {
t2.join();
}catch (Exception e){
e.printStackTrace();
}
System.out.println("线程3");
}
},"t3");
t3.start();
t2.start();
t1.start();
}
}
执行结果：
线程1
线程2
线程3
可以看到，我们让t2线程调用t1.join,t3调用t2.join，尽管是t3，t2，t1分别start，执行顺序还是t1，t2，t3。是因为join方法底层使用的是wait方法。
- 查看join方法源码
public final void join() throws InterruptedException {
join(0); //传入的是毫秒值
}
public final synchronized void join(long millis)
throws InterruptedException {
long base = System.currentTimeMillis();
long now = 0;
if (millis < 0) {
throw new IllegalArgumentException("timeout value is negative");
}
if (millis == 0) {
while (isAlive()) { //isAlive()是native方法，判断线程是否还存活
wait(0); //wait(0),不计时间，一直等待，直到有notify()或notifyAll()来唤醒。
}
} else {
while (isAlive()) {
long delay = millis - now;
if (delay <= 0) {
break;
}
wait(delay);//传入时间，表示在时间值消耗完之前一直等待，直到过了等待时间。
now = System.currentTimeMillis() - base;
}
}
}
1）从源码中，我们结合之前的代码分析，t2.join()和t3.join(),均没有传值，相当于join(0),表示不计时间，t2会一直wait等待t1执行完成，t3会一直wait等待t2执行完成。所以执行结果顺序是t3，t2，t1。
2）当传入的毫秒值不为0时，就一直循环等待，直到过了等待时间(dalay<=0)，则执行break方法，那么将不再等待。
- 改变join()传入的毫秒值，查看执行顺序并分析结果：
public class MyJoin {
public static void main(String[] args) {
final Thread t1 = new Thread(new Runnable() {
@Override
public void run() {
try {
//处理业务时间，模拟为8秒
Thread.sleep(8000);
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
System.out.println("线程1");
}
},"t1");
final Thread t2 = new Thread(new Runnable() {
@Override
public void run() {
try {
t1.join(4000); //t2等待t1线程4秒
} catch (Exception e) {
e.printStackTrace();
}
System.out.println("线程2");
}
},"t2");
final Thread t3 = new Thread(new Runnable() {
@Override
public void run() {
try {
t2.join(2000); //t3等待t2线程2秒
}catch (Exception e){
e.printStackTrace();
}
System.out.println("线程3");
}
},"t3");
t3.start();
t2.start();
t1.start();
}
}
执行结果：
线程3 //程序启动过了2秒执行t3
线程2 //过了4秒执行t2
线程1 //过了8秒执行t1
分析：我们让t1 睡眠8秒模拟业务执行时间，t2等待t1 的时间为4秒，t3等待t2的时间为2秒。那么当t1，t2，t3启动后，等待的时间，t3会因为t2的等待时间4秒太长而先与t2执行，t2会因为t1的8秒太长而先与t1执行。
好了，到这里不知道大家感觉怎么样，有没有想明白，其实，关于多线程顺序执行的问题，我总结了一个万能的解答方法，通过一个小例子进行演示
例题描述：建立三个线程，A线程打印100次A，B线程打印100次B,C线程打印100次C，要求线程同时运行，交替打印100次ABC。这个问题用Object的wait()，notify()就可以很方便的解决。
代码如下：
public class QueueThread implements Runnable{
private Object current;
private Object next;
private int max=100;
private String word;
public QueueThread(Object current, Object next, String word) {
this.current = current;
this.next = next;
this.word = word;
}
@Override
public void run() {
// TODO Auto-generated method stub
for(int i=0;i<max;i++){
synchronized (current) {
synchronized (next) {
System.out.println(word);<span id="transmark"></span>
next.notify();
}
try {
current.wait();
} catch (InterruptedException e) {
// TODO Auto-generated catch block
e.printStackTrace();
}
}
}
//必须做一下这样处理，否则thread1-thread4停不了
synchronized (next) {
next.notify();
System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"执行完毕");
}
}
public static void main(String[] args) throws InterruptedException {
long startTime = System.currentTimeMillis();
Object a = new Object();
Object b = new Object();
Object c = new Object();
Object d = new Object();
Object e = new Object();
//之所以每次当前线程都要sleep(10)是为了保证线程的执行顺序
new Thread(new QueueThread(a,b,"a")).start();
Thread.sleep(10);
new Thread(new QueueThread(b,c,"b")).start();
Thread.sleep(10);
new Thread(new QueueThread(c,d,"c")).start();
Thread.sleep(10);
new Thread(new QueueThread(d,e,"d")).start();
Thread.sleep(10);
Thread thread4 = new Thread(new QueueThread(e,a,"e"));
thread4.start();
thread4.join();//因为线程0-4停止是依次执行的，所以如果保证主线程在线程4后停止，那么就能保证主线程是最后关闭的
System.out.println("程序耗时："+ (System.currentTimeMillis()-startTime ));
}
}
其实这个程序很容易理解，首先，我们保证了线程0-线程4依次启动，并设置了Thread.sleep(10)，保证线程0-4依次执行他们的run方法。
其次，我们看QueueThread的run()便可知：1.线程获得current锁，2.获得next锁。3.打印并notify拥有next锁的一个对象4.线程执行current.wait(),释放current锁对象，并使线程处于阻塞状态。
然后，假设已经执行到了thread-4的run方法，那么此时的情况是这样的：
线程0处于阻塞状态，需要a.notify()才能使其回到runnale状态
线程1处于阻塞状态，需要b.notify()才能使其回到runnale状态
线程2处于阻塞状态，需要c.notify()才能使其回到runnale状态
线程3处于阻塞状态，需要d.notify()才能使其回到runnale状态
而线程4恰好可以需要执行a.notify()，所以能够使线程0回到runnale状态。然后执行e,wait()方法，使自身线程阻塞，需要e.notify()才能唤醒。
依次执行下去，就可以发现规律了！
最后之所以要在for循环后加上一个处理，是因为，如果不进行处理，除了线程0能够结束for循环，其余线程1-4实际上是会停在current,wait()这句代码的。
假设已经执行到最后一次循环了，此时线程4唤醒线程0，并将自身阻塞。线程0被唤醒后，继续执行，然而因为i=max的缘故，它无法再进入循环了。然而如果循环后没有唤醒下一个线程的操作的话，那么剩下的线程1-4就会一直处于阻塞状态！也就不会停止了。但是加了处理之后就完美解决了。
好啦，到这里两个小实例就讲完了，不知道通过这两个小实例有没有让你很好的理解这道面试题呢？有问题的话，下方评论区，大家一起讨论吧
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