java多线程--7 线程协作 线程池

java多线程--7 线程协作 线程池

并发协作模型--生产者消费者模式

这是一个线程同步问题，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互相依赖，互为条件。

java提供了几个方法解决线程之间的通信问题

方法名	作用
wait()	表示线程一直等待，直到其他线程通知，与sleep不同，会释放锁。
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
notifyAll()	唤醒同一个对象上所有调用wait()方法的线程，优先级别高的线程优先调度

注意：

• 以上均是Object类的方法，都只能在同步方法或者同步代码块中使用，否则会抛出异常IllegalMonitorStateException

两种解决方法

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：消费者不能直接使用生产者的数据，他们之间有个缓冲区

生产者将生产好的数据放入缓冲区，消费者从缓冲区拿出数据

package com.ssl.demo06;

//管程法解决生产者消费者模型---》利用缓冲区解决
//需要生产者、消费者、产品、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
    @Override
    public void run() {
        for (int i = 0; i < 100; i++) {
            container.push(new Chicken(i));
            System.out.println("生产了"+i+"只鸡");
        }
    }
}

//消费者
class Consumer extends Thread{
    SynContainer container;

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

    //消费
    @Override
    public void run() {
        for (int i = 0; i < 100; i++) {
            System.out.println("消费了---》"+container.pop().id+"只鸡");
        }
    }
}

//产品
class Chicken{
    int  id; //产品编号
    public Chicken(int id){
        this.id =id ;
    }

}

//缓冲区
class SynContainer{

    //需要一个容器大小
    Chicken[] chickens = new Chicken[10];
    //容器计数器
    int count = 0;

    //生产者放入产品
    public synchronized void push(Chicken chicken){
        //如果容器满了，就需要等待消费者消费
        if (count==chickens.length){
            //通知消费者消费，生产等待
            try {
                this.wait();
            } catch (InterruptedException e) {
                throw new RuntimeException(e);
            }
        }
        //如果没有满，我们就放入产品
        chickens[count]=chicken;
        count++;
        //可以通知消费者消费了
        this.notifyAll();
    }

    //消费者消费产品
    public synchronized Chicken pop(){
        //判断是否能消费
        if(count==0){
            //等待生产者生产，消费者等待
            try {
                this.wait();
            } catch (InterruptedException e) {
                throw new RuntimeException(e);
            }
        }

        //消费
        count--;
        Chicken chicken = chickens[count];

        //通知生产者，吃完了
        this.notifyAll();

        return chicken;
    }

}

信号灯法

package com.ssl.demo06;

//信号灯法解决生产者消费者问题，标志位解决
public class TestPC2 {
    public static void main(String[] args) {
        TV tv = new TV();
        new Player(tv).start();
        new Watcher(tv).start();
    }
}


//生产者--》演员
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){
                this.tv.play("电视剧");
            }else {
                this.tv.play("广告");
            }
        }
    }
}
//消费者--》观众
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();
        }
    }
}

//产品--》节目
class TV{
    //演员表演，观众等待
    //观众观看，演员等待
    String voice; //表演的节目
    boolean flag = true;

    //表演
    public synchronized void play(String voice){
        if(!flag) {
            try {
                this.wait();
            } catch (InterruptedException e) {
                throw new RuntimeException(e);
            }
        }
        System.out.println("演员表演了"+voice);
        this.voice =voice;
        this.flag = !this.flag;
        //通知观众观看
        this.notifyAll();
    }

    //观看
    public synchronized void watch(){
        if(flag) {
            try {
                this.wait();
            } catch (InterruptedException e) {
                throw new RuntimeException(e);
            }
        }
        System.out.println("观看了"+this.voice);

        this.flag = !this.flag;
        //通知演员表演
        this.notifyAll();

    }
}

线程池

• 思路：提前创造好多个线程，放入线程池中，使用时直接获取，使用完放回池中。可以避免频繁的创建销毁，实现重复利用。

• 好处

  • 提高响应速度（减少了创建新线程的时间）
  • 降低资源消耗（重复利用线程池中线程，不需要每次都创建）
  • 便于线程管理（....）
    • corePoolSize：核心池的大小
    • maximumPoolSize：最大线程数
    • keepAliveTime: 线程没有任务时最多保持多长时间后终止

• JDK5 提供了线程池相关的API ExecutorService 和 Executors

  • ExecutorService：真正的线程池接口。常见子类ThreadPoolExecutor
    • void execute(Runnable command): 执行任务/命令，没有返回值，一般用来执行Runnable
    • Future submit( task):执行任务，有返回值，一般用来执行Callable
    • void shutdown():关闭连接池
  • Executors: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。

package com.ssl.demo06;

import java.util.concurrent.ExecutorService;
import java.util.concurrent.Executors;

//测试线程池
public class TestPool {
    public static void main(String[] args) {

        //1.创建线程池
        ExecutorService service = Executors.newFixedThreadPool(10);

        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());
    }
}