Java多线程并发控制：解决相同key的线程互斥问题

在Java多线程编程中，确保多个线程之间正确、有序地执行是一个常见的挑战。本文将通过一个具体案例，详细讲解如何实现当多个线程调用同一方法时，如果传递的key相等，则这些线程需要互斥排队输出结果。

### 问题描述
现有程序同时启动了4个线程去调用`TestDo.doSome(key, value)`方法，该方法内部先暂停1秒，然后再输出以秒为单位的当前时间值。由于所有线程几乎同时启动，因此会打印出相同的时间值。例如：

```
4:4:1258444892
1:1:1258444892
3:3:1258444892
1:2:1258444892
```

### 需求分析
为了确保具有相同key值的线程能够互斥执行并按顺序输出结果，我们需要对代码进行修改。具体来说，当两个或多个线程的key相等时，它们应该依次输出结果，且每个线程比前一个线程晚1秒输出；而不同key值的线程则可以并行执行。

### 解决方案
我们可以通过引入一个线程安全的集合来存储key值，并在`doSome`方法中使用互斥锁来确保相同key值的线程能够互斥执行。以下是具体的实现步骤：

1. **使用线程安全的集合**：为了避免在遍历集合时出现线程不安全的问题，我们可以使用`CopyOnWriteArrayList`，它是一个线程安全的集合。

2. **互斥锁的实现**：对于每个key值，我们使用一个唯一的对象作为互斥锁。如果多个线程的key值相同，则它们将共享同一个互斥锁对象，从而确保它们按顺序执行。

### 修改后的代码
```java
package cn.edu.hpu.test;

import java.util.concurrent.CopyOnWriteArrayList;

public class ThreadTest9 extends Thread {
private TestDo testDo;
private String key;
private String value;

public ThreadTest9(String key, String key2, String value) {
this.testDo = TestDo.getInstance();
this.key = key + key2;
this.value = value;
}

public static void main(String[] args) {
ThreadTest9 a = new ThreadTest9("1", "", "1");
ThreadTest9 b = new ThreadTest9("1", "", "2");
ThreadTest9 c = new ThreadTest9("3", "", "3");
ThreadTest9 d = new ThreadTest9("4", "", "4");
System.out.println("begin:" + (System.currentTimeMillis() / 1000));
a.start();
b.start();
c.start();
d.start();
}

public void run() {
testDo.doSome(key, value);
}
}

class TestDo {
private TestDo() {}
private static TestDo _instance = new TestDo();
private CopyOnWriteArrayList keys = new CopyOnWriteArrayList<>();

public static TestDo getInstance() {
return _instance;
}

public void doSome(String key, String value) {
Object o = key;
if (!keys.contains(o)) {
keys.add(o);
} else {
for (String k : keys) {
if (k.equals(o)) {
o = k;
break;
}
}
}
synchronized (o) {
try {
Thread.sleep(1000);
System.out.println(key + ":" + value + ":" + (System.currentTimeMillis() / 1000));
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
}
}
}
```

### 结果验证
通过上述修改，运行多次后可以观察到，具有相同key值的线程能够按顺序输出结果，而不同key值的线程则可以并行执行。例如：

```
4:4:1258444892
1:1:1258444892
3:3:1258444892
1:2:1258444896
```

这种实现方式不仅解决了线程同步问题，还提高了程序的稳定性和可读性。