java - 使用 7 个线程生成无限数字序列

Question

我正在尝试使用 Java 中的不同线程生成无限的数字序列。这是我的代码:

import java.util.*;

public class infinite_Streams {
    volatile boolean keepGenerating = true;
    volatile ArrayList<Integer> s1 = new ArrayList<>();
    Object lock1 = new Object();
    Random random = new Random();
    ArrayList<Object> obj1 = new ArrayList<>();


    void  generateInfiniteStream() {

        synchronized (lock1) {

        //BLOCK 1
            while(keepGenerating) {
                Object temp = Thread.currentThread().getId();
                System.out.println("Thread is : " + temp);
                s1.add(random.nextInt(11));
            }
            }
            //BLOCK 1 ENDS

        //BLOCK 2

//            for (int i = 0; i < 100000; i++) {
//                Object temp = Thread.currentThread().getId();
//                System.out.println("Thread is : " + temp);
//                s1.add(random.nextInt(11));
//            }
        //BLOCK 2 ENDS
    }

    void generateThreads(int num_threads){
        Thread[] threads = new Thread[num_threads];

        for(int i = 0 ; i < num_threads ; i++){
            threads[i] = new Thread(new Runnable() {
                @Override
                public void run() {
                    generateInfiniteStream();
                }
            });
        }

        for (Thread thread : threads) {

            thread.start();
        }


        try{
            for (Thread thread : threads) {
                thread.join();
            }
        }catch (InterruptedException e){
            e.printStackTrace();
        }
    }
    public void shutdown(){
        keepGenerating = false;
    }


    public static void main(String [] args){
        List<Integer> l1 = new ArrayList<>();
        int num_threads = 7;
        Scanner scan1 = new Scanner(System.in);
        infinite_Streams is1 = new infinite_Streams();

        is1.generateThreads(num_threads);
        System.out.println("Press any key to interrupt");
        Scanner scan2 = new Scanner(System.in);
        scan2.nextLine();
        is1.shutdown();
    }
}

该代码似乎确实生成了我需要的内容。但我也有兴趣了解不同的线程是如何参与的。为了查看这个，我打印了(可以在 \\BLOCK1 中看到)

Object temp = Thread.currentThread().getId();
 System.out.println("Thread is : " + temp);

问题是我只看到一个特定的线程，比如12，所以输出看起来总是Thread is: 12。另一方面，如果我注释 \\BLOCK1 代码并运行 \\BLOCK2 代码(生成有限数量的数字)，我会看到不同的线程号，在预期的输出中。喜欢线程是:12线程是:12线程是:14ETC。有人可以解释一下，为什么我在生成无限数量时没有看到不同的线程数量？

Answer 1

其中一个线程获得锁。然后它会执行 while(keepGenerate) 直到您更改此变量。所有其他线程都在等待，直到锁被释放。当您将 keepGenerate 设置为 false 时，正在运行的线程将完成循环。其他线程之一获得锁。但此时 keepGenerate 已经为 false，因此它不会执行此循环并直接退出。然后下一个线程获得锁并再次发现没有什么可做的。等等

所以实际上只有一个线程正在生成随机数。

如果您希望每个线程生成随机数，您应该使用while(keepGenerate)而不是在同步块(synchronized block)内，而是在其外部，如下所示:

while(keepGenerating) {
    synchronized (lock1) {
        Object temp = Thread.currentThread().getId();
        System.out.println("Thread is : " + temp);
        s1.add(random.nextInt(11));
    }
}

然后每个线程都不会永远获得锁，而只是为了数字生成和输出的单次执行。然后锁将被释放，其他线程可以获取它，等等。