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Java多執行緒實作簡易微信發紅包

2021-01-30 15:02:42 其他

Java多執行緒實作簡易微信發紅包

一、

首先我們先大致了解一下什么是多執行緒，（書上的解釋）
程式是一段靜態的代碼，它是應用軟體的藍本，行程是程式的一次動態執行程序，對應了從代碼加載執行，執行到執行完畢的一個完整的程序，
執行緒不是行程，執行緒是比行程更小的執行單位，一個行程在其執行程序中，可以產生多個執行緒形成多條執行線索，每條線索即每個執行緒也有它自身的產生，存在，消亡的程序，和行程共享作業系統的資源類似，執行緒間也可以共享行程中的某些記憶體單元，并利用這些共享單元來實作資料交換，實時通信與必要的同步操作，但與行程不同的是執行緒的中斷和恢復更加節省開支，執行緒是運行在行程中的“小行程”，
多執行緒是指一個應用程式中同時存在幾個執行體，按幾條不同的執行線索共同作業的情況，雖然看似是幾個事件同時發生，但其實計算機在任何給定時刻只能執行那些執行緒中的一個，為了建立這些執行緒在同步進行的感覺，Java虛擬機快速的把控制從一個執行緒切換到另一個執行緒，這些執行緒將被輪流執行，使得每個執行緒都有機會使用CPU資源，

二、

利用單執行緒實作的簡易微信發紅包

共寫有三種方法，其中第一種，第二種未設定范圍，紅包數和人數為一一對應，第三種增添了取值范圍以及計數器，人多紅包少有未搶到現象發生，
（1） 方法一

import java.util.Scanner;
import com.sun.deploy.security.SelectableSecurityManager;
import java.util.Random;

public class 簡易微信發紅包 {
    public static void main(String[] args) {
        Scanner scanner=new Scanner(System.in);
        int n;
        double money;
        System.out.println("請輸入您想要發的紅包數量");
        n=scanner.nextInt();
        System.out.println("請輸入您發送的紅包金額");
        money=scanner.nextDouble();
        T2 t2=new T2(n,money);
        t2.Rob();
    }
}
class T2 {
    public double remain;//有紅包被領取后的余額
    int n;//紅包數量

    T2(int n,double money) {
        this.remain=money;
        this.n=n;

    }
    int a=1;
    public void Rob() {

        while (n > 0) {
            double x2;

            if (n != 1) {//因為最后一個人領取金額為前面人領取紅包后剩下的，所以無需再進行隨機
                x2 = process();//取隨機金額
                while (judge(x2) != 1) {//判斷取到的隨機金額是否非法，即無法保證后來每個紅包領取者領到最低金額0.01
                    x2 = process();//若非法則重新取隨機金額
                }

                remain = remain - x2;//當領取成功后余額減去領走的金額
                n--;//確保每次判斷人數為所剩紅包數減1
                System.out.println("紅包獲得者" + a + "獲得" + x2 + "元");//此處默認領取者順序為升序
                a++;//控制輸出順序
            }
            else {
                x2 = remain;//因為最后一個人領取金額為前面人領取紅包后剩下的，所以無需再進行隨機
                String str = String.valueOf(x2);
                String str1 = String.format("%.2f", x2);
                x2 = Double.parseDouble(str1);
                System.out.println("紅包獲得者" + a + "獲得" + x2 + "元");
                n--;//確保每次判斷人數為所剩紅包數減1
            }


        }

    }
    public int judge(double x){//判斷函式
        if(remain-x>(n-1)*0.01){//確保后來紅包領取者最少能領到最低金額0.01
      
            return 1;
        }
        else return  0;
    }

    public double process() {//實作紅包金額隨機的函式
        double x2;
        double x1;
        String str1;
        Random random = new Random();//亂數為取0到1之間的任意double值
        x1 = remain*random.nextDouble();
         str1= String.format("%.2f",x1);//轉化成字串型用字串型的format進行格式化處理，紅包金額最多取到小數點后兩位
        x2=Double.parseDouble(str1);//再將字串型資料轉換成double型
     while(x2==0){//如果所取金額非法則回爐重造
            x1 = remain*random.nextDouble();
           str1= String.format("%.2f",x1);//轉化成字串型用字串型的format進行格式化處理，紅包金額最多取到小數點后兩位
            x2=Double.parseDouble(str1);//再將字串型資料轉換成double型
        }
        return x2;


    }
}

程式運行結果如下
在這里插入圖片描述

（2） 方法二

import java.util.Random;
import java.util.Scanner;

public class 簡易微信發紅包2 {
    public static void main(String[] args) {
        Scanner scanner=new Scanner(System.in);
        double money=0;//紅包總金額
        int n;//紅包個數
        System.out.println("請輸入您想要發的紅包數量");
        n=scanner.nextInt();
        System.out.println("請輸入您發送的紅包金額");
        money=scanner.nextDouble();
        if(money/n==0.01){//當所發金額剛好為每人0.01元時
            T6 t6=new  T6(money,n);
            t6.Rob();
        }else{
            T5 t5=new  T5(money,n);
            t5.Rob();
        }
    }
}
class T5{
    double remain;

    int n;
    T5(double money,int n){
        this.remain=money;
        this.n=n;
    }
    int a=1;
    public void Rob(){

        double max;//最大可領紅包金額
        double x1;//隨機金額
        double x2;//所得金額

while(n>0) {
    if (n != 1) {//前n-1個紅包領取者領的紅包為隨機金額紅包
        max = remain - (n - 1) * 0.01;//最大可領紅包金額為剩下的人都獲得最小金額0.01
        Random random = new Random();
        x1 = (double) random.nextInt((int) ((max - 0.01) * 100));
        //用nextInt而不用nextDouble的原因是nextDouble無法設定seed
        //上式中max-0.01,下面的x2+0.01即解決了亂數取0導致紅包獲得者沒搶到錢的問題
        x1 /= 100.0;
        x2 = x1 + 0.01;
        remain = remain - x2;
        n--;
        System.out.println("紅包獲得者" + a + "獲取金額為：" + String.format("%.2f", x2) + "元");
        a++;
    } else {//最后一人領的紅包為前n-1個人領完后剩下的紅包

        System.out.println("紅包獲得者" + a + "獲取金額為：" + String.format("%.2f", remain) + "元");
        n--;
    }
}

}
    }


class T6 {
    double remain;
    int n;
    T6(double money,int n){
        this.remain=money;
        this.n=n;
    }

    public void Rob(){
      for(int i=1;i<=n;i++){
          System.out.println("紅包獲得者"+i+"獲得了0.01元");


      }
    }
}

程式運行結果如下：
在這里插入圖片描述
在這里插入圖片描述

（3） 方法三

import java.util.Random;
import java.util.Scanner;

public class 簡易微信發紅包3 {
    public static void main(String[] args) {
        int p,n;
        double money;
        System.out.println("請輸入您發送的紅包金額");
        Scanner scanner=new Scanner(System.in);
        money=scanner.nextDouble();
        System.out.println("請輸入您發送的紅包數量");
        n=scanner.nextInt();
        System.out.println("請輸入參與搶紅包的人數");
        p=scanner.nextInt();
        T7 t7=new T7(money,n,p);
       t7.Rob();
    }
}

class T7 {

    double  money;
    int n,p;
    int count =0;//計數器
    double remain;
  T7(double money,int n,int p){
        this.money=money;//總金額
        this.n=n;//紅包數
      this.p=p;//搶紅包人數
        this.remain=money;//所剩金額
    }

    public void Rob() {
       for(int i=1;i<=p;i++) {
            double x1, x2, d;
            String s1, s2;

            Random random = new Random();
            d = money / (n - 1);//設定范圍讓每次所得金額不超過總數的1/(n-1)，這樣也就避免了一次取得過大導致后面搶的紅包不能保證每個最少0.01
            x1 = d * random.nextDouble();
            s1 = String.format("%.2f", x1);//轉化成字串型用字串型的format進行格式化處理，紅包金額最多取到小數點后兩位
            x1 = Double.parseDouble(s1);//再將字串型資料轉換成double型
            while (x1 == 0 || x1 == money / (n - 1)) {
                x1 = d * random.nextDouble();
                s1 = String.format("%.2f", x1);//轉化成字串型用字串型的format進行格式化處理，紅包金額最多取到小數點后兩位
                x1 = Double.parseDouble(s1);//再將字串型資料轉換成double型
            }
            s2 = String.format("%.2f", remain);//轉化成字串型用字串型的format進行格式化處理，紅包金額最多取到小數點后兩位
            remain = Double.parseDouble(s2);//再將字串型資料轉換成double型

            if (count < n - 1) {//前n-1個紅包金額為隨機金額
                System.out.println( "紅包搶奪者"+i+ "搶到了" + s1 + "元");
                remain -= x1;
                count++;
            } else if (count == n - 1) {//第n個為前n-1個紅包搶完所剩金額
                System.out.println( "紅包搶奪者"+i+ "搶到了" + s2 + "元");
                count++;
            } else if (count > n - 1) {//紅包被搶完后再來的
                System.out.println( "紅包搶奪者"+i+ "哎呀，手慢了！沒搶到！");
                count++;
            }
        }
    }
}

程式運行結果如下：
在這里插入圖片描述

三、

利用多執行緒實作的簡易微信發紅包

那么如何創建多執行緒呢？

1.通過繼承thread類創建多執行緒
JDK中提供了一個執行緒類Thread，通過繼承Thread類，并重寫Thread類中的run()方法便可實作多執行緒，
在Thread類中，提供了一個start()方法用于啟動新執行緒，執行緒啟動后，系統會自動呼叫run()方法，如果子類重寫了該方法便會執行子類中的方法，
run()方法中就是寫能夠被執行緒執行的程式，如果直接呼叫則相當于普通方法，必須使用start()方法，才能啟動執行緒，然后再由JVM去呼叫該執行緒的run()方法，

創建并啟動多執行緒的步驟
①定義Thread類的子類，并重寫該類的run方法，其方法體代表執行緒需要完成的任務，因此常把run方法稱為執行緒執行體，
②創建Thread子類的實體，即創建執行緒物件，
③用執行緒物件的start方法來啟動該執行緒，
2.通過實作Runnable介面創建多執行緒
通過繼承Thread類實作了多執行緒，但是這種方式有一定的局限性，因為Java中只支持單繼承，一個類一旦繼承了某個父類就無法再繼承Thread類，
Thread類提供了另外一個構造方法Thread(Runnable target)，其中Runnable是一個介面，它只有一個run()方法，
當通過Thread(Runnable target))構造方法創建執行緒物件時，只需為該方法傳遞一個實作了Runnable介面的實體物件，這樣創建的執行緒將呼叫實作了Runnable介面中的run()方法作為運行代碼，而不需要呼叫Thread類中的run()方法，
創建并啟動多執行緒的步驟
①定義Runnable介面的實作類，并重寫該介面的run方法，該run方法的方法體同樣是該執行緒的執行緒執行體，
②創建Runnable實作類的實體，并以此為實體作為Thread的引數來創建Thread物件，該Thread物件才是真正的執行緒物件，

當多個執行緒使用同一個共享資源時，可以將處理共享資源的代碼放置在一個代碼塊中，使用synchronized關鍵字來修飾，被稱作同步代碼塊：
sychronized(lock){
操作共享資源代碼塊
}
其中：lock是一個鎖物件，它是同步代碼塊的關鍵，當執行緒執行同步代碼塊時，首先會檢查鎖物件的標志位，默認情況下，標志位為1，此時執行緒會執行同步代碼塊，同時將鎖物件的標志位置為0，當一個新的執行緒執行到這段同步代碼塊時，由于鎖物件的標志位為0，新執行緒會發生阻塞，等待當前執行緒執行完同步代碼塊后，鎖物件的標志位被置為1，新執行緒才能進入同步代碼塊執行其中的代碼，回圈往復，直到共享資源被處理完為止，
同步代碼塊可以有效解決執行緒的安全問題，當把共享資源的操作放在synchronized定義的區域內時，便為這些操作加了同步鎖，
在方法前面同樣可以使用synchronized關鍵字來修飾，被修飾的方法為同步方法，它能實作和同步代碼塊同樣的功能，具體語法格式如下：
synchronized 回傳值型別 方法名 {}
被synchronized修飾的方法在某一時刻只允許一個執行緒訪問，訪問該方法的其它執行緒都會發生阻塞，直到當前執行緒訪問完畢后，其它執行緒才有機會執行方法，

另外
public final String getName():獲取執行緒的名稱，
public static Thread currentThread():回傳當前正在執行的執行緒物件，這樣就可以獲取任意方法所在的執行緒名稱，
Thread.currentThread().getName()

現將上面的單執行緒改成多執行緒實作
本篇文章多執行緒的創建以及實作用Runnable介面實作
（1）

import java.util.Scanner;
import com.sun.deploy.security.SelectableSecurityManager;
import java.util.Random;

public class 微信發紅包多執行緒 {
    public static void main(String[] args) {
        Scanner scanner=new Scanner(System.in);
        int n;
        double money;
        System.out.println("請輸入您想要發的紅包數量");
        n=scanner.nextInt();
        System.out.println("請輸入您發送的紅包金額");
        money=scanner.nextDouble();
        T3 t3=new T3(n,money);//創建runnable實作類的實體
        for (int j = 1; j <= n; j++) {
            new Thread(t3, "紅包獲得者" + j).start();//以上面創建的實體作為Thread的引數來創建Thread物件，并為Thread物件指定一個名字，用執行緒物件的start方法來啟動該執行緒，
        }
    }
}
class T3 implements Runnable {//實作runnable介面
    public double remain;//有紅包被領取后的余額
    int n;//紅包數量

    public synchronized void run() {//同步方法，在某一時刻只允許一個執行緒訪問，防止資料錯亂

        Rob();
    }

    T3(int n, double money) {
        this.remain = money;
        this.n = n;

    }

    int a = n;

    public void Rob() {


        double x2;

        if (n != 1) {//因為最后一個人領取金額為前面人領取紅包后剩下的，所以無需再進行隨機
            x2 = process();//取隨機金額
            while (judge(x2) != 1) {//判斷取到的隨機金額是否非法，即是否能保證后來每個紅包領取者領到最低金額0.01
                x2 = process();//若非法則重新取隨機金額
            }
            remain = remain - x2;//當領取成功后余額減去領走的金額
            n--;  //確保每次判斷人數為紅包數減一

        } else {
            x2 = remain;//因為最后一個人領取金額為前面人領取紅包后剩下的，所以無需再進行隨機
            String str = String.valueOf(x2);
            String str1 = String.format("%.2f", x2);
            x2 = Double.parseDouble(str1);


        }

        Thread th = Thread.currentThread();//回傳當前正在執行的執行緒物件
        String th_name = th.getName();//獲取執行緒的名稱
        System.out.println(th_name + "搶到" + x2 + "元");
    }


    public int judge(double x) {//判斷函式
        if (remain - x > (n - 1) * 0.01) {//確保后來紅包領取者能領到最低金額0.01

            return 1;
        } else return 0;
    }

    public double process() {//實作紅包金額隨機的函式
        double x2;
        double x1;
        String str1;
        Random random = new Random();//亂數為取0到1之間的任意double值
        x1 = remain * random.nextDouble();
        str1 = String.format("%.2f", x1);//轉化成字串型用字串型的format進行格式化處理，紅包金額最多取到小數點后兩位
        x2 = Double.parseDouble(str1);//再將字串型資料轉換成double型
        while (x2 == 0) {//如果所取金額非法則回爐重造
            x1 = remain * random.nextDouble();
            str1 = String.format("%.2f", x1);//轉化成字串型用字串型的format進行格式化處理，紅包金額最多取到小數點后兩位
            x2 = Double.parseDouble(str1);//再將字串型資料轉換成double型
        }
        return x2;
    }
}

程式運行結果如下：
在這里插入圖片描述

（2）

import java.util.Random;
import java.util.Scanner;

public class 簡易微信發紅包多執行緒2 {
    public static void main(String[] args) {
        Scanner scanner=new Scanner(System.in);
        double money=0;//紅包總金額
        int n;//紅包個數
        System.out.println("請輸入您想要發的紅包數量");
        n=scanner.nextInt();
        System.out.println("請輸入您發送的紅包金額");
        money=scanner.nextDouble();
        if(money/n==0.01){//當所發金額剛好為每人0.01元時
            T4 t4=new  T4(money,n);
            for(int i=1;i<=n;i++) {
                new Thread(t4,"紅包獲得者"+i).start();
            }
        }else{
        T1 t1=new  T1(money,n);
            for(int i=1;i<=n;i++) {
                new Thread(t1,"紅包獲得者"+i).start();
            }
    }
    }
}
class T1 implements Runnable{
    double remain;

    int n;
    T1(double money,int n){
        this.remain=money;
        this.n=n;
    }
    @Override
    public synchronized void run() {

        Rob();
    }
    public void Rob(){

        double max;//最大可領紅包金額
        double x1;//隨機金額
        double x2;//所得金額

        if(n!=1) {//前n-1個紅包領取者領的紅包為隨機金額紅包
            max=remain-(n-1)*0.01;//最大可領紅包金額為剩下的人都獲得最小金額0.01
            Random random=new Random();
          x1=(double)random.nextInt((int) ((max-0.01)*100));
          //用nextInt而不用nextDouble的原因是nextDouble無法設定seed
          //上式中max-0.01,下面的x2+0.01即解決了亂數取0導致紅包獲得者沒搶到錢的問題
            x1/=100.0;
            x2=x1+0.01;
            remain=remain-x2;
            n=n-1;
            Thread th=Thread.currentThread();//獲取當前執行緒
            String th_name=th.getName();//獲取執行緒名字
            System.out.println(th_name+"獲取金額為："+String.format("%.2f", x2)+"元");
        }
        else {//最后一人領的紅包為前n-1個人領完后剩下的紅包
            Thread th=Thread.currentThread();//獲取當前執行緒
            String th_name=th.getName();//獲取執行緒名字
            System.out.println(th_name+"獲取金額為："+String.format("%.2f", remain)+"元");
        }



    }
}

class T4 implements Runnable{
    double remain;
    int n;
    T4(double money,int n){
        this.remain=money;
        this.n=n;
    }
    public synchronized void run() {
        Rob();
    }
    public void Rob(){
        Thread th=Thread.currentThread();//獲取當前執行緒
        String th_name=th.getName();//獲取執行緒名字
        System.out.println(th_name+"獲取金額為："+String.format("%.2f", remain/n)+"元");
    }
}

程式運行結果如下：
在這里插入圖片描述
在這里插入圖片描述

（3）

import java.util.Random;
import java.util.Scanner;

public class 簡易微信發紅包多執行緒3 {
    public static void main(String[] args) {
        int p,n;
        double money;
        System.out.println("請輸入您發送的紅包金額");
        Scanner scanner=new Scanner(System.in);
        money=scanner.nextDouble();
        System.out.println("請輸入您發送的紅包數量");
        n=scanner.nextInt();
        System.out.println("請輸入參與搶紅包的人數");
        p=scanner.nextInt();
        HH hh=new HH(money,n);
        for (int i=1;i<=p;i++){
            new Thread(hh,"第"+i+"個人").start();
        }
    }
}

class HH implements Runnable{

    double  money;
    int n;
    int count =0;//計數器
    double remain;
    HH(double money,int n){
        this.money=money;//總金額
        this.n=n;//紅包數
        this.remain=money;//所剩金額
    }
    @Override
    public synchronized void run() {
        Rob();
    }
    public void Rob(){

        double x1,x2,d;
        String s1,s2;
        Thread th=Thread.currentThread();//獲取當前執行緒
        String th_name=th.getName();//獲取執行緒名字
        Random random=new Random();
        d=money/(n-1);//設定范圍讓每次所得金額不超過總數的1/(n-1)，這樣也就避免了一次取得過大導致后面搶的紅包不能保證每個最少0.01
      x1=d*random.nextDouble();
        s1=String.format("%.2f",x1);//轉化成字串型用字串型的format進行格式化處理，紅包金額最多取到小數點后兩位
        x1 = Double.parseDouble(s1);//再將字串型資料轉換成double型
      while(x1==0||x1==money/(n-1)){
            x1=d*random.nextDouble();
          s1=String.format("%.2f",x1);//轉化成字串型用字串型的format進行格式化處理，紅包金額最多取到小數點后兩位
          x1 = Double.parseDouble(s1);//再將字串型資料轉換成double型
      }
        s2= String.format("%.2f",remain);//轉化成字串型用字串型的format進行格式化處理，紅包金額最多取到小數點后兩位
        remain = Double.parseDouble(s2);//再將字串型資料轉換成double型

        if (count<n-1){//前n-1個紅包金額為隨機金額
            System.out.println(th_name+"搶到了"+s1+"元");
            remain-=x1;
            count++;
        }else if (count==n-1){//第n個為前n-1個紅包搶完所剩金額
            System.out.println(th_name+"搶到了"+s2+"元");
            count++;
        }else if (count>n-1){//紅包被搶完后再來的
            System.out.println(th_name+"哎呀，手慢了！沒搶到！");
            count++;
        }
    }

}

程式運行結果如下：
在這里插入圖片描述
新手上路，因能力有限，若有不足之處還望大家海涵！

轉載請註明出處，本文鏈接：https://www.uj5u.com/qita/254536.html

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