ArrayBlockingQueue 阻塞队列和 Semaphore 信号灯的应用

import java.util.concurrent.ArrayBlockingQueue;
import java.util.concurrent.BlockingQueue;

public class BlockingQueueTest {
    public static void main(String[] args) {
        final BlockingQueue queue = new ArrayBlockingQueue(3);  //允许放三个数据的队列

        for (int i = 0; i < 2; i++) {   //模拟两个线程
            new Thread() {
                public void run() {
                    while (true) {   //一直是true的话，就一直进来
                        try {
                            Thread.sleep((long) (Math.random() * 1000));  //Math.random()  返回小于1的随机数
                            System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "准备放数据!");
                            queue.put(1);   //放数据 当满了三个的时候就放不进去，就阻塞
                            System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "已经放了数据，" +
                                    "队列目前有" + queue.size() + "个数据");
                        } catch (InterruptedException e) {
                            e.printStackTrace();
                        }

                    }
                }

            }.start();
        }

        new Thread() {
            public void run() {
                while (true) {    //一直是true的话，就一直进来
                    try {
                        //将此处的睡眠时间分别改为100和1000，观察运行结果
                        Thread.sleep(1000);
                        System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "准备取数据!");
                        queue.take(); //拿走数据,没有数据取的话就在这里一直堵着
                        System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "已经取走数据，" +
                                "队列目前有" + queue.size() + "个数据");
                    } catch (InterruptedException e) {
                        e.printStackTrace();
                    }
                }
            }
        }.start();
    }
}

 第一题：现有的程序代码模拟产生了16个日志对象，并且需要运行16秒才能打印完这些日志，请在程序中增加4个线程去调用parseLog()方法来分头打印这16个日志对象，程序只需要运行4秒即可打印完这些日志对象。原始代码如下：

package read;
    
    public class Test {
        
        public static void main(String[] args){
            
            System.out.println("begin:"+(System.currentTimeMillis()/1000));
            /*模拟处理16行日志，下面的代码产生了16个日志对象，当前代码需要运行16秒才能打印完这些日志。
            修改程序代码，开四个线程让这16个对象在4秒钟打完。
            */
            for(int i=0;i<16;i++){  //这行代码不能改动
                final String log = ""+(i+1);//这行代码不能改动
                {
                         Test.parseLog(log);
                }
            }
        }
        
        //parseLog方法内部的代码不能改动
        public static void parseLog(String log){
            System.out.println(log+":"+(System.currentTimeMillis()/1000));
            
            try {
                Thread.sleep(1000);
            } catch (InterruptedException e) {
                e.printStackTrace();
            }        
        }
        
    }

实现的代码：

package read;

import java.util.concurrent.ArrayBlockingQueue;
import java.util.concurrent.BlockingQueue;

public class Test {

    public static void main(String[] args) {

        //一开始new了四个线程，每个线程都在等待打印，等for循环队列获取数据之后，
        //每个线程都将数据打印出来
        //parseLog因为打印方法休眠了一秒，所以就实现了1秒打印出四条数据

        final BlockingQueue<String> queue = new ArrayBlockingQueue<String>(16);
        for (int i = 0; i < 4; i++) {
            new Thread(new Runnable() {
                @Override
                public void run() {
                    while (true) {
                        try {
                            String log = queue.take();
                            parseLog(log);
                        } catch (InterruptedException e) {
                            // TODO Auto-generated catch block
                            e.printStackTrace();
                        }
                    }
                }

            }).start();
        }

        System.out.println("begin:" + (System.currentTimeMillis() / 1000));
        /*模拟处理16行日志，下面的代码产生了16个日志对象，当前代码需要运行16秒才能打印完这些日志。
        修改程序代码，开四个线程让这16个对象在4秒钟打完。
        */
        for (int i = 0; i < 16; i++) {  //这行代码不能改动
            final String log = "" + (i + 1);//这行代码不能改动
            {
                try {
                    queue.put(log);
                } catch (InterruptedException e) {
                    // TODO Auto-generated catch block
                    e.printStackTrace();
                }
                //Test.parseLog(log);
            }
        }
    }

    //parseLog方法内部的代码不能改动
    public static void parseLog(String log) {
        System.out.println(log + ":" + (System.currentTimeMillis() / 1000));

        try {
            Thread.sleep(1000);
        } catch (InterruptedException e) {
            e.printStackTrace();
        }
    }

}

  第二题：现成程序中的Test类中的代码在不断地产生数据，然后交给TestDo.doSome()方法去处理，就好像生产者在不断地产生数据，消费者在不断消费数据。请将程序改造成有10个线程来消费生成者产生的数据，这些消费者都调用TestDo.doSome()方法去进行处理，故每个消费者都需要一秒才能处理完，程序应保证这些消费者线程依次有序地消费数据，只有上一个消费者消费完后，下一个消费者才能消费数据，下一个消费者是谁都可以，但要保证这些消费者线程拿到的数据是有顺序的。原始代码如下：

package queue;
    
    public class Test {
    
        public static void main(String[] args) {
            
            System.out.println("begin:"+(System.currentTimeMillis()/1000));
            for(int i=0;i<10;i++){  //这行不能改动
                String input = i+"";  //这行不能改动
                String output = TestDo.doSome(input);
                System.out.println(Thread.currentThread().getName()+ ":" + output);
            }
        }
    }
    
    //不能改动此TestDo类
    class TestDo {
        public static String doSome(String input){
            
            try {
                Thread.sleep(1000);
            } catch (InterruptedException e) {
                e.printStackTrace();
            }
            String output = input + ":"+ (System.currentTimeMillis() / 1000);
            return output;
        }
    }

实现的代码：

package queue;

import java.util.concurrent.Semaphore;
import java.util.concurrent.SynchronousQueue;

public class Test {

    public static void main(String[] args) {
        final Semaphore semaphore = new Semaphore(1);
        final SynchronousQueue<String> queue = new SynchronousQueue<String>();
        for (int i = 0; i < 10; i++) {
            new Thread(new Runnable() {
                @Override
                public void run() {
                    try {
                        semaphore.acquire();
                        String input = queue.take();
                        String output = TestDo.doSome(input);
                        System.out.println(Thread.currentThread().getName() + ":" + output);
                        semaphore.release();
                    } catch (InterruptedException e) {
                        // TODO Auto-generated catch block
                        e.printStackTrace();
                    }
                }
            }).start();
        }

        System.out.println("begin:" + (System.currentTimeMillis() / 1000));
        for (int i = 0; i < 10; i++) {  //这行不能改动
            String input = i + "";  //这行不能改动
            try {
                queue.put(input);
            } catch (InterruptedException e) {
                // TODO Auto-generated catch block
                e.printStackTrace();
            }
        }
    }
}

//不能改动此TestDo类
class TestDo {
    public static String doSome(String input) {

        try {
            Thread.sleep(1000);
        } catch (InterruptedException e) {
            e.printStackTrace();
        }
        String output = input + ":" + (System.currentTimeMillis() / 1000);
        return output;
    }
}