当一个线程到达目的地时其他线程停止

Question

我目前正在努力理解 Java 的多线程概念。我浏览了一个使用 Tortoise 和 Hare 示例来解释多线程概念的教程，并且在很大程度上理解了视频教程的语法和逻辑。在视频教程的最后，Youtuber 给出了一项涉及将多线程应用到奥林匹克赛道的作业。

利用我从示例中获得的知识，我能够创建 10 个线程（代表运动员）在一个循环中运行，执行 100 次（代表 100 米）。

我的挑战是，当线程调度程序让一名运动员在其他 9 名运动员之前跑到 100 米时，剩余的 9 个线程总是无法完成他们的比赛。在标准赛道中通常不会出现这种情况。事实上，名为 Usain Bolts 的 Thread 首先达到 100，这并不意味着 Yohan Blake 如果当时处于 90m 就应该停止奔跑。

我也有兴趣获取每个线程的距离（注意它们都使用相同的变量），以便我可以使用函数返回每个线程在比赛结束时的位置。

我做了什么（没用）： 1）我尝试使用 if else 构造（包含九个“else” 语句）将每个执行线程的距离分配给一个新的整数变量。 （使用 Thread.currentThread().getName() 属性和每个线程的名称）但这对我来说效果不佳。这是试图利用他们的距离单独为运动员提供位置，但对于没有完成比赛的 9 名运动员没有任何作用。
2）我也尝试使用 ArrayList 在运行时填充距离，但由于一些奇怪的原因，每次它想要添加另一个距离时，它仍然会覆盖距离。

以下是我的代码：

package olympics100meters;

import java.util.ArrayList;

public class HundredMetersTrackRules implements Runnable {
public static String winner;

public void race() {
for (int distance=1;distance<=50;distance++) {
System.out.println("Distance covered by "+Thread.currentThread    ().getName  ()+" is "+distance+" meters.");


boolean isRaceWon=this.isRaceWon(distance);
if (isRaceWon) {
ArrayList<Integer> numbers = new ArrayList();
numbers.add(distance);
System.out.println("testing..."+numbers);
break;
}

}
}


private boolean isRaceWon(int totalDistanceCovered) {
   boolean isRaceWon=false;
   if ((HundredMetersTrackRules.winner==null)&&    (totalDistanceCovered==50)) {
   String winnerName=Thread.currentThread().getName();
   HundredMetersTrackRules.winner=winnerName;
   System.out.println("The winner is "+HundredMetersTrackRules.winner);
   isRaceWon=true;
   }

   else if (HundredMetersTrackRules.winner==null) {
   isRaceWon=false;
   }

   else if (HundredMetersTrackRules.winner!=null) {
   isRaceWon=true;
   }
   return isRaceWon;
}

public void run() {
this.race();
}     
}

这是我的主要方法（我把它减少到 5 名运动员，直到我解决问题）：

public class Olympics100Meters {

/**
 * @param args the command line arguments
 */
 public static void main(String[] args) {
   HundredMetersTrackRules racer=new HundredMetersTrackRules();
   Thread UsainBoltThread=new Thread(racer,"UsainBolt");
   Thread TysonGayThread=new Thread (racer,"TysonGay");
   Thread AsafaPowellThread=new Thread(racer,"AsafaPowell");
   Thread YohanBlakeThread=new Thread (racer,"YohanBlake");
   Thread JustinGatlinThread=new Thread (racer,"JustinGatlin");

   UsainBoltThread.start();
   TysonGayThread.start();
   AsafaPowellThread.start();
   YohanBlakeThread.start();
   JustinGatlinThread.start();

 }
}

Answer 1

1. 我的挑战是……剩下的 9 个线程总是没有完成他们的比赛。

这是由isRaceWon() 方法实现引起的。您在每个跑步者的每一米处检查它。一旦第一个跑步者达到 100 米，break 就会在每个跑步者循环的下一步被调用（每个循环都赢得比赛

顺便说一句，使用 volatile statuc String 作为获胜者的名字是有意义的，以避免 java 的内存模型歧义。

1. 我也有兴趣获取每个线程的距离...，以便我可以使用函数返回每个线程在比赛结束时的位置。

如果最终目的是获得位置，则创建一个类字段public List<String> finishingOrder = new ArrayList<String>和一个方法finish

private synchronized finish() {
   finishingOrder.add(Thread.currentThread().getName())
}

在“运行”循环之后调用它

不要忘记为main 中的所有运行线程调用join()。之后，finishingOrder 将包含按完成顺序排列的名称。

Answer 2

只要共享的winner 字段设置为非空（即有人获胜.):

else if (HundredMetersTrackRules.winner!=null) {
   isRaceWon=true;
}

这反过来会导致race() 中的循环因Runnable 的每个实例而中断。 run() 方法退出，终止线程。

这个问题只是一个逻辑错误，并不是真正特定于线程。但是，正如其他发帖人所提到的，您还可以在此代码中采用一些线程最佳实践，例如将volatile 用于线程共享的字段。

Answer 3

实际上，对于 Race，您需要立即启动所有线程，然后只启动它的 Race。 CountDownLatch 更适合实现或编写竞赛程序。

我们也可以通过许多其他方式编写 Race 程序而不使用 CountDownLatch。 如果我们需要使用基/低级来实现，那么我们可以在同步块中使用volatile布尔标志和计数器变量或使用wait()和notifyAll()逻辑等，

在 for 循环内的程序中引入了一些时间延迟。然后只有你能感受到体验。为什么，因为您没有同时启动所有线程。

希望您正在练习初始/基础级别，所以我做了一些更改只是为了更好地理解并解决您的所有疑问。

import java.util.ArrayList;
import java.util.List;
import java.util.Collections;
class HundredMetersTrackRules implements Runnable {
    public static Main main;
    
    HundredMetersTrackRules(Main main){
        this.main=main;
    }
    
    public static String winner;
    public void race() {
        try{
               System.out.println(Thread.currentThread().getName()+" Waiting for others...");
               while(!Main.start){
                    Thread.sleep(3);
               }
            for (int distance=1;distance<=50;distance++) {
                System.out.println("Distance covered by "+Thread.currentThread().getName()+" is "+distance+" meters.");
                Thread.sleep(1000);
            }
            synchronized(main){
                Main.finish--;
            }
            Main.places.add(Thread.currentThread().getName());
         }catch(InterruptedException ie){
            ie.printStackTrace();  
         }
    }
    
    public void run() {
    this.race();
    }     
}
public class Main
{
   public static volatile boolean start = false;
   public static int finish = 5;
   final  static List<String> places = 
            Collections.synchronizedList(new ArrayList<String>());
   public static void main(String[] args) {
         
   HundredMetersTrackRules racer=new HundredMetersTrackRules(new Main());
   Thread UsainBoltThread=new Thread(racer,"UsainBolt");
   Thread TysonGayThread=new Thread (racer,"TysonGay");
   Thread AsafaPowellThread=new Thread(racer,"AsafaPowell");
   Thread YohanBlakeThread=new Thread (racer,"YohanBlake");
   Thread JustinGatlinThread=new Thread (racer,"JustinGatlin");

   UsainBoltThread.start();
   TysonGayThread.start();
   AsafaPowellThread.start();
   YohanBlakeThread.start();
   JustinGatlinThread.start();
   
   Main.start=true;
   
   while(Main.finish!=0){
        try{
            Thread.sleep(100);
        }catch(InterruptedException ie){
            ie.printStackTrace();  
        }
    }
    
    System.out.println("The winner is "+places.get(0));
    System.out.println("All Places :"+places);
  }
}