Java中怎么实现让线程按照自己指定的顺序执行

王林

发布时间：2023-05-04 18:10:07

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如何让线程按照自己指定的顺序执行

我们在日常的多线程开发中，可能有时会想让每个线程都按照我们指定的顺序来运行，而不是让cpu随机调度，这样可能会让我们在日常的开发工作中带来不必要的麻烦。

既然有了这个需求，也就引入了本文的标题，让线程按照自己指定的顺序来运行。

有兴趣的同学可以猜想下列代码可能运行的结果：

Java中怎么实现让线程按照自己指定的顺序执行

按照正常的理解思路，上面代码的执行顺序依次应该为：t1 → t2 → t3，而实际效果则不是理想的状态。

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下图为运行效果：

Java中怎么实现让线程按照自己指定的顺序执行

认识Join

join可能对于一些同学来说并不陌生，此处我就不详细介绍Join是什么了，有疑问的同学可以自行baidu和google。

这里我将直接介绍如何使用join来达到我们希望看到的效果！

Java中怎么实现让线程按照自己指定的顺序执行

这里主要是利用Join的阻塞效果，来达到我们的使用目的。看上图的运行结果可以得知，程序已经按照我们指定的顺序执行结束了，并得到了我们想要的结果。

其实这里可以深入的思考一下，为什么join可以达到我们想要的效果呢？接下来我们来看下源码：

进入join源码后，首先看到的是一个传入0参数的join方法，此处选择继续进入。

Java中怎么实现让线程按照自己指定的顺序执行

首先可以看到join方法是线程安全的，其次可以结合上图一起看，当传入参数为0时，会命中一个wait(0)的方法，有经验的同学应该能直接看懂，这里表示等待。

但是需要说明的是，这里的等待绝对不是等待调用者，而是阻塞的主线程，t1,t2,t3只是子线程，当子线程运行完毕后，主线程结束等待。

这里演示了join的工作方式，也证实了join能让我们在程序中达到自己想要的效果。

Java中怎么实现让线程按照自己指定的顺序执行

除了join能在程序中帮助我们控制线程的顺序外，还有另外的方式，比如我们利用线程池实现试一试。

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利用Executors线程池

Executors是JDK中java.util.concurrent包下线程池操作类，可以方便的为我们提供线程池的操作。

这里我们使用Executors中的newSingleThreadExecutor()方法，创建一个单线程的线程池。

Java中怎么实现让线程按照自己指定的顺序执行

根据上图可以得知，利用newSingleThreadExecutor()方法依然能够达到我们期待的效果，其实原理很简单，方法内部是一个基于FIFO的队列，也就是说，当我们依次将t1,t2,t3加入队列中时，实际在就绪状态的只有t1这个线程，t2,t3则会被添加到队列中，当t1执行完毕后，则会继续执行队列中的其他线程。

线程的优先级及执行顺序

在学习运算符时，读者知道各个运算符之间有优先级，了解运算符的优先级对程序幵发有很好的作用。线程也是如此，每个线程都具有优先级，Java 虚拟机根据线程的优先级决定线程的执行顺序，这样使多线程合理共享 CPU 资源而不会产生冲突。

优先级概述

在 Java 语言中，线程的优先级范围是 1~10，值必须在 1~10，否则会出现异常；优先级的默认值为 5。优先级较高的线程会被优先执行，当执行完毕，才会轮到优先级较低的线程执行。如果优先级相同，那么就采用轮流执行的方式。

可以使用 Thread 类中的 setPriority() 方法来设置线程的优先级。语法如下：

public final void setPriority(int newPriority);

如果要获取当前线程的优先级，可以直接调用 getPriority() 方法。语法如下：

public final int getPriority();

使用优先级

简单了解过优先级之后，下面通过一个简单的例子来演示如何使用优先级。

例 1

分别使用 Thread 类和 Runnable 接口创建线程，并为它们指定优先级。

public class FirstThreadInput extends Thread
{
    public void run()
    {
        System.out.println("调用FirstThreadInput类的run()重写方法");    //输出字符串
        for(int i=0;i<5;i++)
        {
            System.out.println("FirstThreadInput线程中i="+i);    //输出信息
            try
            {
                Thread.sleep((int) Math.random()*100);    //线程休眠
            }
            catch(Exception e){}
        }
    }
}

(2) 创建实现 Runnable 接口的 SecondThreadInput 类，实现 run() 方法。代码如下：

public class SecondThreadInput implements Runnable
{
    public void run()
    {
        System.out.println("调用SecondThreadInput类的run()重写方法");    //输出字符串
        for(int i=0;i<5;i++)
        {
            System.out.println("SecondThreadInput线程中i="+i);    //输出信息
            try
            {
                Thread.sleep((int) Math.random()*100);    //线程休眠
            }
            catch(Exception e){}
        }
    }
}

(3) 创建 TestThreadInput 测试类，分别使用 Thread 类的子类和 Runnable 接口的对象创建线程，然后调用 setPriority() 方法将这两个线程的优先级设置为 4，最后启动线程。代码如下：

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) 运行上述代码，运行结果如下所示。

调用FirstThreadInput类的run()重写方法调用SecondThreadInput类的run()重写方法FirstThreadInput线程中i=0SecondThreadInput线程中i=0FirstThreadInput线程中i=1FirstThreadInput线程中i=2SecondThreadInput线程中i=1FirstThreadInput线程中i=3SecondThreadInput线程中i=2FirstThreadInput线程中i=4SecondThreadInput线程中i=3SecondThreadInput线程中i=4

由于该例子将两个线程的优先级都设置为 4，因此它们交互占用 CPU ，宏观上处于并行运行状态。

重新更改 ThreadInput 类的代码、设置优先级。代码如下：

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

重新运行上述代码，如下所示。

调用FirstThreadInput类的run()重写方法
调用SecondThreadInput类的run()重写方法
FirstThreadInput线程中i=0
SecondThreadInput线程中i=0
SecondThreadInput线程中i=1
SecondThreadInput线程中i=2
SecondThreadInput线程中i=3
SecondThreadInput线程中i=4
FirstThreadInput线程中i=1
FirstThreadInput线程中i=2
FirstThreadInput线程中i=3
FirstThreadInput线程中i=4