在Java编程中，多线程是提高程序并发性能的重要手段。然而，多线程编程也带来了同步和线程安全问题。本文将深入探讨Java中如何实现两条线程交替执行，并介绍一些常用的同步技巧和实例解析。
一、线程交替执行的基本原理
线程交替执行指的是两个或多个线程按照一定的顺序依次执行，而不是同时执行。在Java中，可以通过多种方式实现线程交替执行，其中最常用的是使用同步机制。
二、同步技巧
1. 使用synchronized关键字
在Java中，synchronized关键字可以用来声明同步方法或同步代码块。以下是一个使用synchronized关键字实现线程交替执行的例子：
public class Thread交替执行 {
private static int count = 0;
public static void main(String[] args) {
Object lock = new Object();
Thread t1 = new Thread(() -> {
synchronized (lock) {
while (count < 2) {
try {
lock.wait();
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
System.out.println("线程1: " + count);
count++;
lock.notify();
}
}
});
Thread t2 = new Thread(() -> {
synchronized (lock) {
while (count < 2) {
try {
lock.wait();
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
System.out.println("线程2: " + count);
count++;
lock.notify();
}
}
});
t1.start();
t2.start();
}
}
在这个例子中，我们使用了一个名为lock的锁对象，两个线程通过lock对象进行同步。当线程进入同步代码块时，它会先检查条件是否满足（即count的值是否小于2），如果满足，则执行相应的操作，否则调用lock.wait()方法等待。当条件满足时，线程会调用lock.notify()方法唤醒另一个等待的线程。
2. 使用ReentrantLock
ReentrantLock是Java 5引入的一个更高级的同步机制，它可以提供比synchronized关键字更丰富的功能。以下是一个使用ReentrantLock实现线程交替执行的例子：
import java.util.concurrent.locks.Lock;
import java.util.concurrent.locks.ReentrantLock;
public class Thread交替执行 {
private static int count = 0;
private static Lock lock = new ReentrantLock();
public static void main(String[] args) {
Thread t1 = new Thread(() -> {
lock.lock();
try {
while (count < 2) {
System.out.println("线程1: " + count);
count++;
}
} finally {
lock.unlock();
}
});
Thread t2 = new Thread(() -> {
lock.lock();
try {
while (count < 2) {
System.out.println("线程2: " + count);
count++;
}
} finally {
lock.unlock();
}
});
t1.start();
t2.start();
}
}
在这个例子中，我们使用了一个名为lock的ReentrantLock对象，两个线程通过调用lock.lock()和lock.unlock()方法来实现同步。
三、实例解析
以下是一个使用synchronized关键字实现线程交替执行的实例解析：
public class Thread交替执行 {
private static int count = 0;
public static void main(String[] args) {
Object lock = new Object();
Thread t1 = new Thread(() -> {
synchronized (lock) {
while (count < 2) {
try {
lock.wait();
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
System.out.println("线程1: " + count);
count++;
lock.notify();
}
}
});
Thread t2 = new Thread(() -> {
synchronized (lock) {
while (count < 2) {
try {
lock.wait();
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
System.out.println("线程2: " + count);
count++;
lock.notify();
}
}
});
t1.start();
t2.start();
}
}
在这个例子中，我们创建了两个线程t1和t2。这两个线程都会尝试进入同步代码块，但由于count的值小于2，它们都会调用lock.wait()方法等待。当t1执行完System.out.println("线程1: " + count);语句后，它会调用lock.notify()方法唤醒t2。此时t2会获取锁并执行，直到count的值达到2。
通过这种方式，我们实现了两个线程的交替执行。在实际应用中，可以根据需要调整条件判断语句和通知语句，以实现更复杂的线程同步逻辑。