龟兔赛跑之Java多线程通讯初识

朱雀 2022-06-08 09:52 226阅读 0赞

注：这是第一次写自己的博客，试试效果怎么样![大笑][laugh.gif]

# 一，前言 #

龟兔赛跑这个寓言故事，是一个经典的多线程并发的案例。通过这个案例的学习，可以对Java中线程之间通讯有一个初步的认识。

# 二，场景假设 #

1.跑道长度为20米；

2.乌龟和兔子同时出发，乌龟的速度为0.1m/s,乌龟不休息；兔子的速度为0.5m/s,兔子每跑2米就休息一次，每次休息时间为2秒；

3.当有一个动物到达终点时，获胜者宣布比赛结束，需要告知失败者不用继续跑了。

# 三、代码解读 #

## 1.抽取公共父类Animal ##

package com.netops.demo3;
    
    /**
     * 场景假设(龟兔赛跑问题)：
     * 跑道长度20米；
     * 兔子速度0.5米/秒，每跑2米休息1秒；乌龟速度0.1米/秒，不休息；
     *当一个动物到达终点，宣布比赛结束并告知另外一个动物不用再跑了。
     */
    //将龟兔抽取父类--动物类
    public abstract class Animal extends Thread{
        //距离跑道终点的长度,初始值即跑道长度为20米
        public double distance = 20;
        //跑步策略，每个动物有各自不同的实现
        public abstract void running();
        @Override
        public void run() {
            while(distance > 0){
                running();
            }
        }
    
        //当获胜者出现，宣布比赛结束
        public interface IsWinner{
            void gameOver();
        }
    
        public IsWinner isWinner;
    }

## 2.两个实体类 ##

package com.netops.demo3;
    
    public class Rabbit extends Animal {
        //给线程命名
        public Rabbit(String name){
            setName(name);
        }
        @Override
        public void running() {
            double speed = 0.5;//兔子跑步速度
            distance -= speed;//距终点距离
            if(distance<=0){
                speed = 0;
                System.out.println(getName()+ "获得了胜利");
                if(isWinner != null){
                    isWinner.gameOver();//获胜者宣布比赛结束
                }
            }
            //speed为0表示兔子在休息，为0.5表示兔子正在奔跑
            System.out.println(getName() + "此时速度为：" + speed + ",距离终点还有" + distance + "米" );
    
            try {
                sleep(100);
            } catch (InterruptedException e) {
                e.printStackTrace();
            }
    
            //每2米休息一次
            if(distance %2 == 0){
                try {
                    sleep(2000);
                } catch (InterruptedException e) {
                    e.printStackTrace();
                }
            }
        }
    }

package com.netops.demo3;
    
    public class Tortoise extends Animal {
        //给线程命名
        public Tortoise(String name){
            setName(name);
        }
        @Override
        public void running() {
            double speed = 0.1;//乌龟跑步速度
            distance -= speed;//距终点距离
            if(distance <= 0){
                speed = 0;
                System.out.println(getName()+ "获得了胜利");
                if(isWinner != null){
                    isWinner.gameOver();//获胜者宣布比赛结束
                }
            }
            //speed为0表示乌龟已经到了终点，为0.1表示乌龟正在奔跑
            System.out.println(getName() + "此时速度为：" + speed + ",距离终点还有" + (int)distance + "米" );
    
            try {
                sleep(100);
            } catch (InterruptedException e) {
                e.printStackTrace();
            }
        }
    }

## 3.实现回调接口的类 ##

package com.netops.demo3;
    /**
     * 通过这个实现了回调接口的类的gameOver()方法，
     * 将‘获胜者已经出现’的信息告知失败者
     * 失败者采取的行动‘调用方法stop()’即停止线程运行。
     * /
    public class LetAnotherStop implements IsWinner{
        Animal animal;
        public LetAnotherStop(Animal animal){
            this.animal = animal;
        }
        
        @Override
        public void gamerOver() {
            // 线程停止
            animal.stop();
        }
    }

## 4.测试类 ##

package com.netops.demo3;
    
    /**
     * 龟兔赛跑的测试类
     */
    public class Main {
        public static void main(String[] args) {
            Animal rabbit = new Rabbit("兔子");
            Animal tortoise = new Tortoise("乌龟");
    
            /*
            下面这四句话，实现了线程之间的通讯，
            如果兔子先到达终点，则告知乌龟不用再跑了;(即若Thread_rabbit先执行完,则告知Thread_tortoise不用再执行了)
            反之亦然。
             */
            LetAnotherStop letTortoiseStop = new LetAnotherStop(tortoise);
            rabbit.isWinner = letTortoiseStop;
    
            LetAnotherStop letRabbitStop = new LetAnotherStop(rabbit);
            tortoise.isWinner = letRabbitStop;
    
            rabbit.start();
            tortoise.start();
    
    
        }
    }

## 5.控制台结果展示 ##

![Center][]

# 5.总结 #

在实体类Rabbit,Tortoise类中均有一段代码<< sleep(100); >>，目的是为了让结果在控制台上的展示更接近实际效果。两个线程周期性地阻塞0.1秒，可以理解为：现实中每过1秒，记录Rabbit和Tortoise的状态（速度、位置），并将结果打印在控制台上。于是就有了如上图所示的结果展示。

[laugh.gif]: /images/20220608/7e9518e6a0bf4898a1b875965ce41ed0.png
[Center]: /images/20220608/2d1064cb94e24cdb87e0021971f8cc03.png