Java多线程实现交通灯管理系统

简介

本文将介绍如何使用Java多线程来实现交通灯管理系统。在交通灯管理系统中，灯的颜色会定期切换，而不同灯的切换时间可能不同，所以使用多线程可以很好地模拟交通灯的切换过程。

实现步骤

1. 创建两个类：交通灯和路口

首先，我们需要创建两个类来表示交通灯和路口。一个交通灯可以有几种颜色（红灯、绿灯和黄灯），而一个路口可以有多个交通灯。

public class TrafficLight extends Thread {
    private String color;

    public TrafficLight(String color) {
        this.color = color;
    }

    public String getColor() {
        return color;
    }

    @Override
    public void run() {
        try {
            while (true) {
                if (color.equals("红灯")) {
                    Thread.sleep(3000);
                    color = "绿灯";
                } else if (color.equals("绿灯")) {
                    Thread.sleep(2000);
                    color = "黄灯";
                } else {
                    Thread.sleep(1000);
                    color = "红灯";
                }
            }
        } catch (InterruptedException e) {
            e.printStackTrace();
        }
    }
}

public class Intersection {
    private TrafficLight trafficLight1;
    private TrafficLight trafficLight2;

    public Intersection(TrafficLight trafficLight1, TrafficLight trafficLight2) {
        this.trafficLight1 = trafficLight1;
        this.trafficLight2 = trafficLight2;
    }

    public void run() {
        trafficLight1.start();
        trafficLight2.start();
        try {
            while (true) {
                System.out.println(trafficLight1.getColor() + " " + trafficLight2.getColor());
                Thread.sleep(1000);
            }
        } catch (InterruptedException e) {
            e.printStackTrace();
        }
    }
}

2. 实现交通灯的颜色切换

在TrafficLight类中，我们定义了三种颜色：红灯、绿灯和黄灯。在run()方法中，我们使用无限循环来模拟交通灯的颜色不断切换的过程。当交通灯的颜色为红灯时，我们让线程休眠3秒，然后将颜色切换为绿灯；当交通灯的颜色为绿灯时，我们让线程休眠2秒，然后将颜色切换为黄灯；当交通灯的颜色为黄灯时，我们让线程休眠1秒，然后将颜色切换为红灯。

3. 实现路口的交通控制

在Intersection类中，我们创建了两个TrafficLight对象，并将它们作为参数传递给Intersection类的构造函数。然后，在run()方法中，我们启动了这两个TrafficLight对象，并使用一个无限循环来不断判断两个交通灯的颜色，并输出它们的颜色。

4. 测试

public class Test {
    public static void main(String[] args) {
        TrafficLight trafficLight1 = new TrafficLight("红灯");
        TrafficLight trafficLight2 = new TrafficLight("绿灯");
        Intersection intersection = new Intersection(trafficLight1, trafficLight2);
        intersection.run();
    }
}

我们创建了两个TrafficLight对象，一个红灯和一个绿灯，然后将它们作为参数传递给Intersection对象，并启动Intersection对象的run()方法。当我们运行这个程序时，就可以看到交通灯的颜色不断切换，并输出它们的颜色。

示例说明

示例1

我们可以将TrafficLight类中的颜色切换时间调整，在实际的红绿灯中，绿灯的时间通常是最长的，也就是说，红灯和黄灯的时间要比绿灯的时间短。我们可以将代码改为以下方式：

if (color.equals("红灯")) {
    Thread.sleep(5000);
    color = "绿灯";
} else if (color.equals("绿灯")) {
    Thread.sleep(10000);
    color = "黄灯";
} else {
    Thread.sleep(3000);
    color = "红灯";
}

示例2

我们还可以将TrafficLight类中的颜色改为枚举类型，使代码更加清晰。代码改为以下方式：

public enum Color {
    RED, GREEN, YELLOW;
}

public class TrafficLight extends Thread {
    private Color color;

    public TrafficLight(Color color) {
        this.color = color;
    }

    public Color getColor() {
        return color;
    }

    @Override
    public void run() {
        try {
            while (true) {
                if (color == Color.RED) {
                    Thread.sleep(5000);
                    color = Color.GREEN;
                } else if (color == Color.GREEN) {
                    Thread.sleep(10000);
                    color = Color.YELLOW;
                } else {
                    Thread.sleep(3000);
                    color = Color.RED;
                }
            }
        } catch (InterruptedException e) {
            e.printStackTrace();
        }
    }
}

这样，我们在创建TrafficLight对象时，就可以直接传入Color类型的参数，使代码更加清晰。