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Java多线程实现的简易微信发红包

程序员考拉

共 31265字，需浏览 63分钟

 ·

2021-04-03 21:25

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一、大致了解多线程


首先我们先大致了解一下什么是多线程。


程序是一段静态的代码，它是应用软件的蓝本。进程是程序的一次动态执行过程，对应了从代码加载执行，执行到执行完毕的一个完整的过程。


线程不是进程，线程是比进程更小的执行单位，一个进程在其执行过程中，可以产生多个线程形成多条执行线索，每条线索即每个线程也有它自身的产生，存在，消亡的过程，和进程共享操作系统的资源类似，线程间也可以共享进程中的某些内存单元，并利用这些共享单元来实现数据交换，实时通信与必要的同步操作，但与进程不同的是线程的中断和恢复更加节省开支。线程是运行在进程中的“小进程”。


多线程是指一个应用程序中同时存在几个执行体，按几条不同的执行线索共同工作的情况。虽然看似是几个事件同时发生，但其实计算机在任何给定时刻只能执行那些线程中的一个。为了建立这些线程在同步进行的感觉，Java虚拟机快速的把控制从一个线程切换到另一个线程。这些线程将被轮流执行，使得每个线程都有机会使用CPU资源。


二、单线程实现的简易微信发红包


利用单线程实现的简易微信发红包


共写有三种方法，其中第一种，第二种未设置范围，红包数和人数为一一对应，第三种增添了取值范围以及计数器，人多红包少有未抢到现象发生。


（1） 方法一


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

public class 简易微信发红包 {
    public static void main(String[] args) {
        Scanner scanner=new Scanner(System.in);
        int n;
        double money;
        System.out.println("请输入您想要发的红包数量");
        n=scanner.nextInt();
        System.out.println("请输入您发送的红包金额");
        money=scanner.nextDouble();
        T2 t2=new T2(n,money);
        t2.Rob();
    }
}
class T2 {
    public double remain;//有红包被领取后的余额
    int n;//红包数量

    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) {//因为最后一个人领取金额为前面人领取红包后剩下的，所以无需再进行随机
                x2 = process();//取随机金额
                while (judge(x2) != 1) {//判断取到的随机金额是否非法，即无法保证后来每个红包领取者领到最低金额0.01
                    x2 = process();//若非法则重新取随机金额
                }

                remain = remain - x2;//当领取成功后余额减去领走的金额
                n--;//确保每次判断人数为所剩红包数减1
                System.out.println("红包获得者" + a + "获得" + x2 + "元");//此处默认领取者顺序为升序
                a++;//控制输出顺序
            }
            else {
                x2 = remain;//因为最后一个人领取金额为前面人领取红包后剩下的，所以无需再进行随机
                String str = String.valueOf(x2);
                String str1 = String.format("%.2f", x2);
                x2 = Double.parseDouble(str1);
                System.out.println("红包获得者" + a + "获得" + x2 + "元");
                n--;//确保每次判断人数为所剩红包数减1
            }


        }

    }
    public int judge(double x){//判断函数
        if(remain-x>(n-1)*0.01){//确保后来红包领取者最少能领到最低金额0.01
      
            return 1;
        }
        else return  0;
    }

    public double process() {//实现红包金额随机的函数
        double x2;
        double x1;
        String str1;
        Random random = new Random();//随机数为取0到1之间的任意double值
        x1 = remain*random.nextDouble();
         str1= String.format("%.2f",x1);//转化成字符串型用字符串型的format进行格式化处理，红包金额最多取到小数点后两位
        x2=Double.parseDouble(str1);//再将字符串型数据转换成double型
     while(x2==0){//如果所取金额非法则回炉重造
            x1 = remain*random.nextDouble();
           str1= String.format("%.2f",x1);//转化成字符串型用字符串型的format进行格式化处理，红包金额最多取到小数点后两位
            x2=Double.parseDouble(str1);//再将字符串型数据转换成double型
        }
        return x2;


    }
}


程序运行结果如下



（2） 方法二


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

public class 简易微信发红包2 {
    public static void main(String[] args) {
        Scanner scanner=new Scanner(System.in);
        double money=0;//红包总金额
        int n;//红包个数
        System.out.println("请输入您想要发的红包数量");
        n=scanner.nextInt();
        System.out.println("请输入您发送的红包金额");
        money=scanner.nextDouble();
        if(money/n==0.01){//当所发金额刚好为每人0.01元时
            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;//最大可领红包金额
        double x1;//随机金额
        double x2;//所得金额

while(n>0) {
    if (n != 1) {//前n-1个红包领取者领的红包为随机金额红包
        max = remain - (n - 1) * 0.01;//最大可领红包金额为剩下的人都获得最小金额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无法设置seed
        //上式中max-0.01,下面的x2+0.01即解决了随机数取0导致红包获得者没抢到钱的问题
        x1 /= 100.0;
        x2 = x1 + 0.01;
        remain = remain - x2;
        n--;
        System.out.println("红包获得者" + a + "获取金额为：" + String.format("%.2f", x2) + "元");
        a++;
    } else {//最后一人领的红包为前n-1个人领完后剩下的红包

        System.out.println("红包获得者" + a + "获取金额为：" + 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("红包获得者"+i+"获得了0.01元");


      }
    }
}


程序运行结果如下：




（3） 方法三


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

public class 简易微信发红包3 {
    public static void main(String[] args) {
        int p,n;
        double money;
        System.out.println("请输入您发送的红包金额");
        Scanner scanner=new Scanner(System.in);
        money=scanner.nextDouble();
        System.out.println("请输入您发送的红包数量");
        n=scanner.nextInt();
        System.out.println("请输入参与抢红包的人数");
        p=scanner.nextInt();
        T7 t7=new T7(money,n,p);
       t7.Rob();
    }
}

class T7 {

    double  money;
    int n,p;
    int count =0;//计数器
    double remain;
  T7(double money,int n,int p){
        this.money=money;//总金额
        this.n=n;//红包数
      this.p=p;//抢红包人数
        this.remain=money;//所剩金额
    }

    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);//设置范围让每次所得金额不超过总数的1/(n-1)，这样也就避免了一次取得过大导致后面抢的红包不能保证每个最少0.01
            x1 = d * random.nextDouble();
            s1 = String.format("%.2f", x1);//转化成字符串型用字符串型的format进行格式化处理，红包金额最多取到小数点后两位
            x1 = Double.parseDouble(s1);//再将字符串型数据转换成double型
            while (x1 == 0 || x1 == money / (n - 1)) {
                x1 = d * random.nextDouble();
                s1 = String.format("%.2f", x1);//转化成字符串型用字符串型的format进行格式化处理，红包金额最多取到小数点后两位
                x1 = Double.parseDouble(s1);//再将字符串型数据转换成double型
            }
            s2 = String.format("%.2f", remain);//转化成字符串型用字符串型的format进行格式化处理，红包金额最多取到小数点后两位
            remain = Double.parseDouble(s2);//再将字符串型数据转换成double型

            if (count < n - 1) {//前n-1个红包金额为随机金额
                System.out.println( "红包抢夺者"+i+ "抢到了" + s1 + "元");
                remain -= x1;
                count++;
            } else if (count == n - 1) {//第n个为前n-1个红包抢完所剩金额
                System.out.println( "红包抢夺者"+i+ "抢到了" + s2 + "元");
                count++;
            } else if (count > n - 1) {//红包被抢完后再来的
                System.out.println( "红包抢夺者"+i+ "哎呀，手慢了！没抢到！");
                count++;
            }
        }
    }
}


程序运行结果如下：



三、多线程实现的简易微信发红包


利用多线程实现的简易微信发红包


那么如何创建多线程呢？


1.通过继承thread类创建多线程


JDK中提供了一个线程类Thread，通过继承Thread类，并重写Thread类中的run()方法便可实现多线程。


在Thread类中，提供了一个start()方法用于启动新线程，线程启动后，系统会自动调用run()方法，如果子类重写了该方法便会执行子类中的方法。


run()方法中就是写能够被线程执行的程序。如果直接调用则相当于普通方法，必须使用start()方法，才能启动线程，然后再由JVM去调用该线程的run()方法。


创建并启动多线程的步骤


①定义Thread类的子类，并重写该类的run方法，其方法体代表线程需要完成的任务。因此常把run方法称为线程执行体。


②创建Thread子类的实例，即创建线程对象。


③用线程对象的start方法来启动该线程。


2.通过实现Runnable接口创建多线程


通过继承Thread类实现了多线程，但是这种方式有一定的局限性。因为Java中只支持单继承，一个类一旦继承了某个父类就无法再继承Thread类。


Thread类提供了另外一个构造方法Thread(Runnable target)，其中Runnable是一个接口，它只有一个run()方法。


当通过Thread(Runnable target))构造方法创建线程对象时，只需为该方法传递一个实现了Runnable接口的实例对象，这样创建的线程将调用实现了Runnable接口中的run()方法作为运行代码，而不需要调用Thread类中的run()方法。


创建并启动多线程的步骤


①定义Runnable接口的实现类，并重写该接口的run方法，该run方法的方法体同样是该线程的线程执行体。


②创建Runnable实现类的实例，并以此为实例作为Thread的参数来创建Thread对象，该Thread对象才是真正的线程对象。


当多个线程使用同一个共享资源时，可以将处理共享资源的代码放置在一个代码块中，使用synchronized关键字来修饰，被称作同步代码块：


sychronized(lock){
   操作共享资源代码块
}


其中：lock是一个锁对象，它是同步代码块的关键。当线程执行同步代码块时，首先会检查锁对象的标志位，默认情况下，标志位为1，此时线程会执行同步代码块，同时将锁对象的标志位置为0。当一个新的线程执行到这段同步代码块时，由于锁对象的标志位为0，新线程会发生阻塞，等待当前线程执行完同步代码块后，锁对象的标志位被置为1，新线程才能进入同步代码块执行其中的代码。循环往复，直到共享资源被处理完为止。


同步代码块可以有效解决线程的安全问题，当把共享资源的操作放在synchronized定义的区域内时，便为这些操作加了同步锁。


在方法前面同样可以使用synchronized关键字来修饰，被修饰的方法为同步方法，它能实现和同步代码块同样的功能，具体语法格式如下：


synchronized 返回值类型 方法名 {}


被synchronized修饰的方法在某一时刻只允许一个线程访问，访问该方法的其它线程都会发生阻塞，直到当前线程访问完毕后，其它线程才有机会执行方法。


另外


  • public final String getName():获取线程的名称。

  • public static Thread currentThread():返回当前正在执行的线程对象，这样就可以获取任意方法所在的线程名称。

  • Thread.currentThread().getName()


现将上面的单线程改成多线程实现


本篇文章多线程的创建以及实现用Runnable接口实现


（1）


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

public class 微信发红包多线程 {
    public static void main(String[] args) {
        Scanner scanner=new Scanner(System.in);
        int n;
        double money;
        System.out.println("请输入您想要发的红包数量");
        n=scanner.nextInt();
        System.out.println("请输入您发送的红包金额");
        money=scanner.nextDouble();
        T3 t3=new T3(n,money);//创建runnable实现类的实例
        for (int j = 1; j <= n; j++) {
            new Thread(t3, "红包获得者" + j).start();//以上面创建的实例作为Thread的参数来创建Thread对象，并为Thread对象指定一个名字，用线程对象的start方法来启动该线程。
        }
    }
}
class T3 implements Runnable {//实现runnable接口
    public double remain;//有红包被领取后的余额
    int n;//红包数量

    public synchronized void run() {//同步方法，在某一时刻只允许一个线程访问，防止数据错乱

        Rob();
    }

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

    }

    int a = n;

    public void Rob() {


        double x2;

        if (n != 1) {//因为最后一个人领取金额为前面人领取红包后剩下的，所以无需再进行随机
            x2 = process();//取随机金额
            while (judge(x2) != 1) {//判断取到的随机金额是否非法，即是否能保证后来每个红包领取者领到最低金额0.01
                x2 = process();//若非法则重新取随机金额
            }
            remain = remain - x2;//当领取成功后余额减去领走的金额
            n--; //确保每次判断人数为红包数减一

        } else {
            x2 = remain;//因为最后一个人领取金额为前面人领取红包后剩下的，所以无需再进行随机
            String str = String.valueOf(x2);
            String str1 = String.format("%.2f", x2);
            x2 = Double.parseDouble(str1);


        }

        Thread th = Thread.currentThread();//返回当前正在执行的线程对象
        String th_name = th.getName();//获取线程的名称
        System.out.println(th_name + "抢到" + x2 + "元");
    }


    public int judge(double x) {//判断函数
        if (remain - x > (n - 1) * 0.01) {//确保后来红包领取者能领到最低金额0.01

            return 1;
        } else return 0;
    }

    public double process() {//实现红包金额随机的函数
        double x2;
        double x1;
        String str1;
        Random random = new Random();//随机数为取0到1之间的任意double值
        x1 = remain * random.nextDouble();
        str1 = String.format("%.2f", x1);//转化成字符串型用字符串型的format进行格式化处理，红包金额最多取到小数点后两位
        x2 = Double.parseDouble(str1);//再将字符串型数据转换成double型
        while (x2 == 0) {//如果所取金额非法则回炉重造
            x1 = remain * random.nextDouble();
            str1 = String.format("%.2f", x1);//转化成字符串型用字符串型的format进行格式化处理，红包金额最多取到小数点后两位
            x2 = Double.parseDouble(str1);//再将字符串型数据转换成double型
        }
        return x2;
    }
}


程序运行结果如下：



（2）


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

public class 简易微信发红包多线程2 {
    public static void main(String[] args) {
        Scanner scanner=new Scanner(System.in);
        double money=0;//红包总金额
        int n;//红包个数
        System.out.println("请输入您想要发的红包数量");
        n=scanner.nextInt();
        System.out.println("请输入您发送的红包金额");
        money=scanner.nextDouble();
        if(money/n==0.01){//当所发金额刚好为每人0.01元时
            T4 t4=new  T4(money,n);
            for(int i=1;i<=n;i++) {
                new Thread(t4,"红包获得者"+i).start();
            }
        }else{
        T1 t1=new  T1(money,n);
            for(int i=1;i<=n;i++) {
                new Thread(t1,"红包获得者"+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;//最大可领红包金额
        double x1;//随机金额
        double x2;//所得金额

        if(n!=1) {//前n-1个红包领取者领的红包为随机金额红包
            max=remain-(n-1)*0.01;//最大可领红包金额为剩下的人都获得最小金额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无法设置seed
          //上式中max-0.01,下面的x2+0.01即解决了随机数取0导致红包获得者没抢到钱的问题
            x1/=100.0;
            x2=x1+0.01;
            remain=remain-x2;
            n=n-1;
            Thread th=Thread.currentThread();//获取当前线程
            String th_name=th.getName();//获取线程名字
            System.out.println(th_name+"获取金额为："+String.format("%.2f", x2)+"元");
        }
        else {//最后一人领的红包为前n-1个人领完后剩下的红包
            Thread th=Thread.currentThread();//获取当前线程
            String th_name=th.getName();//获取线程名字
            System.out.println(th_name+"获取金额为："+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();//获取当前线程
        String th_name=th.getName();//获取线程名字
        System.out.println(th_name+"获取金额为："+String.format("%.2f", remain/n)+"元");
    }
}


程序运行结果如下：




（3）


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

public class 简易微信发红包多线程3 {
    public static void main(String[] args) {
        int p,n;
        double money;
        System.out.println("请输入您发送的红包金额");
        Scanner scanner=new Scanner(System.in);
        money=scanner.nextDouble();
        System.out.println("请输入您发送的红包数量");
        n=scanner.nextInt();
        System.out.println("请输入参与抢红包的人数");
        p=scanner.nextInt();
        HH hh=new HH(money,n);
        for (int i=1;i<=p;i++){
            new Thread(hh,"第"+i+"个人").start();
        }
    }
}

class HH implements Runnable{

    double  money;
    int n;
    int count =0;//计数器
    double remain;
    HH(double money,int n){
        this.money=money;//总金额
        this.n=n;//红包数
        this.remain=money;//所剩金额
    }
    @Override
    public synchronized void run() {
        Rob();
    }
    public void Rob(){

        double x1,x2,d;
        String s1,s2;
        Thread th=Thread.currentThread();//获取当前线程
        String th_name=th.getName();//获取线程名字
        Random random=new Random();
        d=money/(n-1);//设置范围让每次所得金额不超过总数的1/(n-1)，这样也就避免了一次取得过大导致后面抢的红包不能保证每个最少0.01
      x1=d*random.nextDouble();
        s1=String.format("%.2f",x1);//转化成字符串型用字符串型的format进行格式化处理，红包金额最多取到小数点后两位
        x1 = Double.parseDouble(s1);//再将字符串型数据转换成double型
      while(x1==0||x1==money/(n-1)){
            x1=d*random.nextDouble();
          s1=String.format("%.2f",x1);//转化成字符串型用字符串型的format进行格式化处理，红包金额最多取到小数点后两位
          x1 = Double.parseDouble(s1);//再将字符串型数据转换成double型
      }
        s2= String.format("%.2f",remain);//转化成字符串型用字符串型的format进行格式化处理，红包金额最多取到小数点后两位
        remain = Double.parseDouble(s2);//再将字符串型数据转换成double型

        if (count<n-1){//前n-1个红包金额为随机金额
            System.out.println(th_name+"抢到了"+s1+"元");
            remain-=x1;
            count++;
        }else if (count==n-1){//第n个为前n-1个红包抢完所剩金额
            System.out.println(th_name+"抢到了"+s2+"元");
            count++;
        }else if (count>n-1){//红包被抢完后再来的
            System.out.println(th_name+"哎呀，手慢了！没抢到！");
            count++;
        }
    }

}


程序运行结果如下：





出处：https://blog.csdn.net/weixin_46569912/article/details/113308600









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