迅雷2014校招笔试题之多线程编程

迅雷2014校招笔试题之多线程编程

题意：

大体如下：android中Activity开启两个线程，一个Produce线程，一个Customer线程，共享Integer[10]数组，Produce线程不断向数组中写入1000，写满后等待，Customer线程不断清空数组内容，当数组全被清空后，通知Produce线程写入数据，Activity要及时刷新当前Integer数组内容size。

分析：

从题意可知，在Java方面，这里涉及到两个线程共享一个数组，也就是说当一个线程在运行操作数组时，另一个线程只能等待，否则将出现竞争状态，即一个线程在运行时，另一个线程只能处于阻塞状态。在Andriod方面，因为在Acitivty中要及时刷新当前Integer数组的内容size，所以在UI主线程中要实时读取Integer的size，这个读取是在主线程完成的，而两个子线程可以把改变的信息通过handler发送到主线程，进而主线程进行解析信息，根据信息显示。

实现：

分两种方法实现，一种为比较旧的版本，用到了java旧版本的监听器，另一种使用较新版本的类，这些类内部具有阻塞功能，三个具体的阻塞队列为：ArrayBlockingQueue,  LinkBlockingQueue和PriorityBlockingQueue。它们都在urrent的包中。其中，ArrayBlockingQueue使用数组实现阻塞队列。LinkBlockingQueue使用链表实现阻塞队列。

1 利用监听器（monitor）对象：

在activity的xml布局中定义了两个TextView，分别用来显示实时数组大小和写入清楚情况：

[html]  view plain copy

1. <?xml version="1.0" encoding="UTF-8"?>  
2. <LinearLayout xmlns:android=""  
3.     android:layout_width="fill_parent"  
4.     android:layout_height="wrap_content"  
5.     android:orientation="vertical"  
6.     >  
7.       
8.     <TextView   
9.         android:id = "@+id/size"  
10.         android:layout_width="fill_parent"  
11.         android:layout_height="wrap_content"  
12.         android:textSize="20.0sp"  
13.         android:padding="5dp"  
14.     />  
15.       
16.      <ScrollView     
17.         android:id="@+id/scrollView01"    
18.         android:layout_width="fill_parent"    
19.         android:layout_height="fill_parent">   
20.         <TextView   
21.             android:id="@+id/produce_comsumer"  
22.             android:gravity="center_vertical"  
23.             android:layout_width="fill_parent"  
24.             android:layout_height="wrap_content"  
25.             />  
26.      </ScrollView>   
27. </LinearLayout>  
28.    

定义了一个类Buffer，完成包括write（写入方法）和read（清除方法）。程序中生成了两个状态，分别为notFull和notEmpty，作用具体看程序注解。而uiHandler主要用于主线程和子线程的消息通信。当子线程发生变化之后，通过sendMessage方法发生消息，然后主线程通过CallBack得到Message

[java]  view plain copy

1. package gibbon.thread.threadtestinandroid;  
2.   
3. import java.util.LinkedList;  
4. import urrent.locks.Condition;  
5. import urrent.locks.Lock;  
6. import urrent.locks.ReentrantLock;  
7.   
8. import android.R.integer;  
9. import android.os.Message;  
10.   
11. public class Buffer {  
12.     private static Lock lock = new ReentrantLock();  
13.     private static Condition notEmpty = wCondition();  
14.     private static Condition notFull = wCondition();  
15.     private static final int CAPACITY = 10;  
16.       
17.     protected LinkedList<Integer> queue = new LinkedList<Integer>();  
18.       
19.     protected void write(int value){  
20.         lock.lock();  
21.         try {  
22.             if(queue.size() == CAPACITY){  
23.                 System.out.println("Wait for not noFull condition");  
24.                 Message msg = new Message();  
25.                 msg.what = Definition.FULL;  
26.                 ConsumerProducerActivity.uiHandler.sendMessage(msg);  
27.                 notFull.await(); //因为已经满了，所以notFull必须等待，等取走数据才能继续运行（即只能等待下面的数据取走，然后调用signal唤醒）  
28.             }  
29.               
30.             queue.offer(value);  
31.             Message msg = new Message();  
32.             msg.what = Definition.NOTEMPTY;  
33.             ConsumerProducerActivity.uiHandler.sendMessage(msg);  
34.             notEmpty.signal(); //因为非空，所以唤醒非空功能  
35.         } catch (InterruptedException e) {  
36.             // TODO: handle exception  
37.             e.printStackTrace();  
38.         }finally{  
39.             lock.unlock();  
40.         }  
41.     }  
42.       
43.     protected int read(){  
44.         lock.lock();  
45.         int value = 0;  
46.         try {  
47.             if(queue.size() == 0){  
48.                 System.out.println("ttWait for notEmpty condition");  
49.                 Message msg = new Message();  
50.                 msg.what = Definition.Empty;  
51.                 ConsumerProducerActivity.uiHandler.sendMessage(msg); //这里的Message对象在线程中只能多次创建，若不这样，  
52.                                         //则如在主线程用到了该对象的同时，下面的线程又进行了修改，则就发生变化  
53.                 notEmpty.await(); //这里就可以等待上面的数据写入之后，通过notEmpty来唤醒  
54.             }  
55.               
56.             value = ve();  
57.             Message msg = new Message();  
58.             msg.what = Definition.NOTEMPTY;  
59.             ConsumerProducerActivity.uiHandler.sendMessage(msg);  
60.             notFull.signal(); //取走数据了，换新上面的notFull等待  
61.         } catch (InterruptedException e) {  
62.             // TODO: handle exception  
63.             e.printStackTrace();  
64.         }finally{  
65.             lock.unlock();  
66.         }  
67.         return value;  
68.     }  
69. }  

然后在acitivty中启动Producer和Customer两个线程，为了方便，只循环了50次。

[java]  view plain copy

1. package gibbon.thread.threadtestinandroid;  
2.   
3. import urrent.ExecutorService;  
4. import urrent.Executors;  
5.   
6. import android.os.Bundle;  
7. import android.os.Handler;  
8. import android.os.Handler.Callback;  
9. import android.os.Message;  
10. import android.R.integer;  
11. import android.app.Activity;  
12. import android.view.Menu;  
13. import android.widget.TextView;  
14.   
15. public class ConsumerProducerActivity extends Activity {  
16.     protected static Handler uiHandler;  
17.     //protected static Handler comsumerHandler;  
18.     private TextView sizeTextView;  
19.     private TextView producer_consumer;  
20.     private ExecutorService executorService;  
21.     private static String str;  
22.     private static Buffer buffer = new Buffer();  
23.       
24.     @Override  
25.     protected void onCreate(Bundle savedInstanceState) {  
26.         Create(savedInstanceState);  
27.         setContentView(R.layout.activity_consumer_producer);  
28.   
29.         uiHandler = new Handler(new UiHandler());  
30.         init();   
31.     }  
32.   
33.     private void init(){  
34.         sizeTextView = (TextView)findViewById(R.id.size);  
35.         producer_consumer = (TextView)findViewById(R.id.produce_comsumer);  
36.           
37.         executorService = wFixedThreadPool(2);  
38.         ute(new ProducerTask());  
39.         ute(new ComsumerTask());  
40.         executorService.shutdown();  
41.     }  
42.       
43.     public static class ProducerTask implements Runnable{  
44.         @Override  
45.         public void run(){  
46.             int count = 50;  
47.             while(count-- > 0){  
48.                 buffer.write(1000);  
49.                 try {  
50.                     Thread.sleep((int)(Math.random()*10000));  
51.                 } catch (InterruptedException e) {  
52.                     // TODO Auto-generated catch block  
53.                     e.printStackTrace();  
54.                 }  
55.             }  
56.         }  
57.     }  
58.       
59.     public static class ComsumerTask implements Runnable{  
60.         @Override  
61.         public void run(){  
62.             int count = 50;  
63.             int value = 0;  
64.             while(count-- > 0){  
65.                 ad();  
66.                 try {  
67.                     Thread.sleep((int)(Math.random()*10000));  
68.                 } catch (InterruptedException e) {  
69.                     // TODO Auto-generated catch block  
70.                     e.printStackTrace();  
71.                 }  
72.             }  
73.         }  
74.     }  
75.       
76.     @Override  
77.     public boolean onCreateOptionsMenu(Menu menu) {  
78.         // Inflate the menu; this adds items to the action bar if it is present.  
79.         getMenuInflater().u.consumer_producer, menu);  
80.         return true;  
81.     }  
82.       
83.     public class UiHandler implements Callback{  
84.   
85.         @Override  
86.         public boolean handleMessage(Message msg) {  
87.             // TODO Auto-generated method stub  
88.             sizeTextView.setText("大小为：" + buffer.queue.size());  
89.             synchronized (msg) {  
90.                 switch (msg.what) {  
91.                 case Definition.Empty:  
92.                     str += Definition.EMPTY_STRING;  
93.                     str += "n";  
94.                     break;  
95.                 case Definition.FULL:  
96.                     str += Definition.FULL_STRING;  
97.                     str += "n";  
98.                     break;  
99.                 case Definition.NOTEMPTY:  
100.                     str += Definition.NOTEMPTY_STRING;  
101.                     str += "n";  
102.                     break;  
103.                 case Definition.NOTFULL:  
104.                     str += Definition.NOTFULL_STRING;  
105.                     str += "n";  
106.                     break;  
107.                 default:  
108.                     break;  
109.                 }  
110.             }  
111.             producer_consumer.setText(str);  
112.             return false;  
113.         }  
114.           
115.     }  
116.   
117. }  

另外附带一些自定义变量：

[java]  view plain copy

1. package gibbon.thread.threadtestinandroid;  
2.   
3. import android.R.integer;  
4.   
5. public class Definition {  
6.     protected static final int NOTFULL = 1;  
7.     protected static final int NOTEMPTY = 2;  
8.     protected static final int BUFFERSZIE = 3;  
9.     protected static final int FULL = 4;  
10.     protected static final int Empty = 5;  
11.     protected static final String NOTFULL_STRING = "Wait for not noFull condition";  
12.     protected static final String NOTEMPTY_STRING = "tWait for notEmpty condition";  
13.     protected static final String FULL_STRING = "ttBufferSize FuLL";  
14.     protected static final String EMPTY_STRING = "tttBufferSize Empty";  
15. }  

运行结果如下：

2 使用ArrayBlockingQueue：

程序如下：

[java]  view plain copy

1. public class ConsumerProducerActivity extends Activity {  
2.     protected static Handler uiHandler;  
3.     private TextView sizeTextView;  
4.     private TextView producer_consumer;  
5.     private ExecutorService executorService;  
6.     private static String str;  
7.     private static Buffer buffer = new Buffer();  
8.     private static ArrayBlockingQueue<Integer> integer_buffer = new ArrayBlockingQueue<Integer>(10);  
9.       
10.     @Override  
11.     protected void onCreate(Bundle savedInstanceState) {  
12.         Create(savedInstanceState);  
13.         setContentView(R.layout.activity_consumer_producer);  
14.   
15.         uiHandler = new Handler(new UiHandler());  
16.         init();   
17.     }  
18.   
19.     private void init(){  
20.         sizeTextView = (TextView)findViewById(R.id.size);  
21.         producer_consumer = (TextView)findViewById(R.id.produce_comsumer);  
22.           
23.         executorService = wFixedThreadPool(2);  
24.         //ute(new ProducerTask());  
25.         //ute(new ComsumerTask());  
26.         ute(new Producer());  
27.         ute(new Consumer());  
28.         executorService.shutdown();  
29.     }  
30. public static class Producer implements Runnable{  
31.         @Override  
32.         public void run(){  
33.             try {  
34.                 int i = 50;  
35.                 while(i-- >0){  
36.                     if(integer_buffer.size() == 10){  
37.                         Message msg = new Message();  
38.                         msg.what = Definition.FULL;  
39.                         uiHandler.sendMessage(msg);  
40.                     }  
41.                     integer_buffer.put(1000);  
42.                     Message msg = new Message();  
43.                     msg.what = Definition.NOTEMPTY;  
44.                     uiHandler.sendMessage(msg);  
45.                     Thread.sleep((int)(Math.random()*10000));  
46.                 }  
47.             } catch (InterruptedException e) {  
48.                 // TODO: handle exception  
49.                 e.printStackTrace();  
50.             }  
51.         }  
52.     }  
53.       
54.     public static class Consumer implements Runnable{  
55.         @Override  
56.         public void run(){  
57.             try {  
58.                 int i = 50;  
59.                 while(i-- >0){  
60.                     if(integer_buffer.size() == 0){  
61.                         Message msg = new Message();  
62.                         msg.what = Definition.Empty;  
63.                         uiHandler.sendMessage(msg);  
64.                     }  
65.                     integer_buffer.take();  
66.                     Message msg = new Message();  
67.                     msg.what = Definition.NOTFULL;  
68.                     uiHandler.sendMessage(msg);  
69.                     Thread.sleep((int)(Math.random()*10000));  
70.                 }  
71.             } catch (InterruptedException e) {  
72.                 // TODO: handle exception  
73.                 e.printStackTrace();  
74.             }  
75.         }  
76.     }  
77.       
78.     @Override  
79.     public boolean onCreateOptionsMenu(Menu menu) {  
80.         // Inflate the menu; this adds items to the action bar if it is present.  
81.         getMenuInflater().u.consumer_producer, menu);  
82.         return true;  
83.     }  
84.       
85.     public class UiHandler implements Callback{  
86.   
87.         @Override  
88.         public boolean handleMessage(Message msg) {  
89.             // TODO Auto-generated method stub  
90.             sizeTextView.setText("大小为：" + integer_buffer.size());  
91.             switch (msg.what) {  
92.             case Definition.Empty:  
93.                 str += Definition.EMPTY_STRING;  
94.                 str += "n";  
95.                 break;  
96.             case Definition.FULL:  
97.                 str += Definition.FULL_STRING;  
98.                 str += "n";  
99.                 break;  
100.             case Definition.NOTEMPTY:  
101.                 str += Definition.NOTEMPTY_STRING;  
102.                 str += "n";  
103.                 break;  
104.             case Definition.NOTFULL:  
105.                 str += Definition.NOTFULL_STRING;  
106.                 str += "n";  
107.                 break;  
108.             default:  
109.                 break;  
110.             }  
111.   
112.             producer_consumer.setText(str);  
113.             return false;  
114.         }  
115.           
116.     }  
117. }  

这个比较容易理解，因为ArrayBlockingQueue具有能自行实现阻塞队列