Example: Threads ping-pongs

В категории [Example] я буду публиковать небольшие ПОЛНОСТЬЮ ЗАКОНЧЕННЫЕ многопоточные приложения. Я их буду публиковать с импортами, так что их достаточно просто ввести в одно окно IDE и запустить. По причине "одного окна" один из классов будет public, остальные с default областью видимости. Естественно, если Вы каждый класс будете хранить в отдельном файле (не в "одном окне"), то можете все классы делать public.

Сегодняшний пример - два потока перебрасывающиеся объектом.
----------

Следственный эксперимент: класс PingPong запускает два класса Player, а они перебрасываются классом Item. Item содержит простой счетчик типа int, считающий количество передач. Передачи осуществляются через механизм wait()/notify().
На тестовом компьютере (AMD Duron 1300, WinXP, jdk 1.6_13) 100.000.000 передач было выполнено за 232с, т.е. на одно переключение контекста уходило в среднем 232 * 10 * 1.3 = 3016 тактов. В примере я сократил 100.000.000 до 1.000.000.

-------------------------- start PingPong.java file

import java.util.concurrent.CountDownLatch;

public class PingPong {
    // constant
    public static final int ITERATION_COUNT = 1000 * 1000;
    // global variables :(
    public static final Item item = new Item();
    public static final CountDownLatch start = new CountDownLatch(1);
    public static final CountDownLatch stop = new CountDownLatch(2);

    public static void main(String[] args) throws InterruptedException {
        // init section
        new Thread(new Player(false)).start(); //player #0
        new Thread(new Player(true)).start();  //player #1

        // work section
        long startTime = System.nanoTime();
        start.countDown();
        stop.await();
        long deltaTime = System.nanoTime() - startTime;

        // info-to-console section
        System.out.println("" + ITERATION_COUNT + " transfers take " + deltaTime + " nanosecs");
    }
}

class Item {
    int counter = 0;
}

class Player implements Runnable {
    private final boolean imOdd;

    public Player(boolean imOdd) {
        this.imOdd = imOdd;
    }

    public void run() {
        // await for start ping-ponging
        try {
            PingPong.start.await();
        } catch (InterruptedException e) {
            e.printStackTrace();
        }

        synchronized (PingPong.item) {
            while (true) {
                // wait for my turn (avoid spirious wakeup)
                while (((PingPong.item.counter & 1) == 1) == imOdd) {
                    try {
                        PingPong.item.wait(); // wait for "Ping"
                    } catch (InterruptedException e) {
                        e.printStackTrace();
                    }
                }

                // increment Ping-Poin counter
                PingPong.item.counter++;

                // do "Pong"
                PingPong.item.notify();

                if (PingPong.item.counter >= PingPong.ITERATION_COUNT) {
                    PingPong.stop.countDown(); // show for PingPoint.class that my work doing
                    return; // break, thats all
                }
            }
        }
    }
}
-------------------------- end PingPong.java file

Замечания:
- пуск и ожидание останова двух потоков делается с использованием java.util.concurrent.CountDownLatch. Это одна из "законных" функций этого класса.
- я довольно небрежно работаю с InterruptedException так как цель - просто демонстрация
- в классе PingPong три глобальных переменных, это плохо, но для демонстрации - сгодится
- в данном примере всего два игрока и так легко его не приспособишь для большего количества (так как в Player.java поле типа boolean имеет всего два значения (четный - нечетный))
------------------

Задачка - 1: сделать 100 потоков перебрасывающихся по кругу одним Item.
Задачка - 2: сделать 100 потоков перебрасывающихся по кругу одновременно 10 Item.