高级主题

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线程协作

• 生产者消费者模式：生产者和消费者共享同一个资源，并且生产者和消费者之间相互依赖，互为条件
  • 对生产者，没产品之前通知消费者等待；生产产品后，马上通知消费者
  • 对消费者，消费之后通知生产者消费结束，开始新的生产
• synchronized不足以完成消费者生产者问题，只实现了同步，不能实现通信
• 线程通信：java提供的几个通信方法

方法名	作用
wait()	表示线程一直等待，直到其他线程通知，会释放锁（对比sleep）
wait(long timeout)	指定等待的毫秒数
notify()	唤醒一个处于等待状态的线程
notifuAll()	唤醒同一个对象上所有调用wait()方法的线程，优先级高的先调度

解决方式1

并发协作模型“生产者/消费者模式”----管程法

• 生产者：负责生产数据的模块（可能是方法、对象、线程、进程）
• 消费者：负责处理数据的模块（可能是方法、对象、线程、进程）
• 缓冲区：生产者投入缓冲区，消费者从缓冲区取出

//管程法：利用缓冲区
public class TestPC {
    public static void main(String[] args) {
        SynContainer container = new SynContainer();
        new Productor(container).start();
        new Consumer(container).start();
    }
}

//生产者
class Productor extends Thread{
    SynContainer container;
    public Productor(SynContainer container){
        this.container = container;
    }
    //生产方法
    @Override
    public void run() {
        for (int i = 1; i < 20; i++) {
            System.out.println("生产了"+i+"只鸡");
            try {
                container.push(new Chicken(i));
            } catch (InterruptedException e) {
                e.printStackTrace();
            }
        }
    }
}

class  Consumer extends Thread{
    SynContainer container;
    public Consumer(SynContainer container){
        this.container = container;
    }

    @Override
    public void run() {
        for (int i = 1; i < 20; i++) {
            try {
                System.out.println("消费了第"+container.pop().id+"只鸡");
            } catch (InterruptedException e) {
                e.printStackTrace();
            }
        }
    }
}

class Chicken{
    int id;
    public Chicken(int id) {
        this.id = id;
    }
}

class SynContainer{
    //需要一个容器大小
    Chicken[] chickens = new Chicken[10];
    //容器计数
    int count = 0;
    
    //生产者放入产品
    public synchronized void push(Chicken chicken) throws InterruptedException {
        //如果容器满了，等消费者消费
        if(count==chickens.length){
            //通知消费者，生产等待
            this.wait();
        }
        //没满，继续加入容器
        chickens[count] = chicken;
        count++;
        
        //通知消费者
        this.notify();
    }
    //消费者拿出产品
    public synchronized Chicken pop() throws InterruptedException {
        if (count==0){
            //等生产者生产，消费者等待
            this.wait();
        }
        //如果可以消费
        count--;
        Chicken chicken = chickens[count];

        //吃完了，返回吃完的鸡，通知生产者再生产
        this.notify();
        return chicken;
    }

}

解决方式2

并发协作模型“生产者/消费者模式”----信号灯法

//信号灯法：设置标志位
public class TestPC2 {
    public static void main(String[] args) {
        TV tv = new TV();
        new Player(tv).start();
        new Watcher(tv).start();
    }
}

//演员--生产者
class Player extends Thread{
    TV tv;

    public Player(TV tv) {
        this.tv = tv;
    }

    @Override
    public void run() {
        for (int i = 0; i < 20; i++) {
            if(i%2==0){
                tv.play("起飞");
            }else {
                tv.play("美甲的窃魂卷");
            }
        }
    }
}
//观众--消费者
class Watcher extends Thread{
    TV tv;

    public Watcher(TV tv) {
        this.tv = tv;
    }

    @Override
    public void run() {
        for (int i = 0; i < 20; i++) {
            tv.watch();
        }
    }
}
//节目--产品
class TV{
    String voice;
    boolean flag = true;
    //表演
    public synchronized void play(String voice){
        if (!flag){
            try {
                this.wait();
            } catch (InterruptedException e) {
                e.printStackTrace();
            }
        }

        System.out.println("演员表演了"+voice);
        //通知观众
        this.notifyAll();
        this.voice=voice;
        this.flag=!this.flag;
    }

    //观看
    public synchronized void watch(){
        if (flag){
            try {
                this.wait();
            } catch (InterruptedException e) {
                e.printStackTrace();
            }
        }
        System.out.println("观看了"+voice);
        this.notifyAll();
        this.flag=!this.flag;
    }

}

线程池

• 背景：处理并发情况下的线程，经常创建、销毁，影响性能
• 思路：提前创建好多个线程，放入线程池，使用时直接获取，使用完放回池中（公共交通）
• 好处：
  • 响应速度plus，资源消耗down
  • 便于管理：
    • corePoolSize：核心池大小
    • maximumPoolSize：最大线程数
    • keepAliveTime：线程没有任务时最多保存的时间
• API：ExecutorService和Executors
  • ExecutorService：真正的线程池接口。常见子类ThreadPoolExecutor

方法	作用
void executor(Runnable command)	执行任务，没有返回值，一般用来执行Runnable
Futuresubmit(Callabletask)	执行任务，有返回值，一般用来执行Callable
void shutdown()	关闭连接池

• • Excutors：工具类、线程池的工厂类，用于创建并返回不同类型的线程池

  public class TestPool {
      public static void main(String[] args) {
          //1.创建线程池
          //newFixedThreadPool参数为：线程池大小
          ExecutorService service = Executors.newFixedThreadPool(10);
          //执行
          service.execute(new MyThread());
          service.execute(new MyThread());
          service.execute(new MyThread());
          service.execute(new MyThread());
          //2.关闭连接
          service.shutdown();
      }
  }
  class MyThread implements Runnable{
      @Override
      public void run() {
          System.out.println(Thread.currentThread().getName());
      }
  }
  
  /*输出
  pool-1-thread-1
  pool-1-thread-2
  pool-1-thread-4
  pool-1-thread-3
  */