java线程协作

线程协作

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相互依赖，互为条件

• 对于生产者：没有生产产品之前，要通知消费者等待，而生产了产品之后，又需要马上通知消费者消费
• 对于消费者：在消费之后，要通知生产者已经结束消费，需要生产新的产品以供消费

在生产者、消费者问题中，仅有synchronized是不够的

• synchronized可阻止并发更新同一个共享资源，实现了同步
• synchronized不能用来不同线程之间的消息传递（通信）

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()	线程会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()	唤醒同一个对象上的所有调用wait()方法的线程，优先级别高的线程优先调度

注意：均是Object类中的方法，都只能在同步方法或同步代码块中使用，否则会抛出异常IlleaglMonitorStateException

一、管程法：

生产者（Producer）将生产好的数据放入缓冲区，消费者（Consumer）从缓冲区拿出数据

package com.yuanyu.syn;

//生产者、消费者问题->管程法:利用缓冲区解决
public class TestPC {
    public static void main(String[] args) {
        SynContainer synContainer = new SynContainer();

        new Producer(synContainer).start();
        new Consumer(synContainer).start();
    }
}

//需要：生产者、消费者、缓冲区、产品

//生产者
class Producer extends Thread{
    SynContainer synContainer;

    public Producer(SynContainer synContainer){
        this.synContainer=synContainer;
    }

    //生产
    @Override
    public void run() {
        for (int i = 0; i < 100; i++) {
            synContainer.push(new Thing(i));
            System.out.println("生产了"+i+"个产品");
        }
    }
}

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

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

    //消费

    @Override
    public void run() {
        for (int i = 0; i < 100; i++) {
            System.out.println("消费了"+synContainer.pop().id+"个产品");
        }
    }
}

//产品
class Thing{
    int id;

    public Thing(int id) {
        this.id = id;
    }
}

//缓冲区
class SynContainer{
    //需要一个容器大小
    Thing[] things = new Thing[10];

    //定义一个容器计数器
    int count=0;

    //生产者放入产品
    public synchronized void push(Thing thing){
        //如果容器满了则需要等待消费者消费
        if (count==things.length){
            //通知消费者通知，生产者等待
            try {
                this.wait();
            } catch (InterruptedException e) {
                e.printStackTrace();
            }
        }

        //如果容器没满，则需要放入产品
       things[count]=thing;
        count++;

        //可以通知消费者消费了
        this.notifyAll();
    }

    //消费者取出产品
    public synchronized Thing pop(){
        if (count==0){
            //等待生产者生成，消费者等待
            try {
                this.wait();
            } catch (InterruptedException e) {
                e.printStackTrace();
            }
        }
        //如果可以消费
        count--;
        Thing thing1 = things[count] ;

        //用完了，通知生产者生成
        this.notifyAll();
        return thing1;
    }
}

程序运行结果：

二、信号灯法：

通过设置一个标志位解决生产者、消费者问题

package com.yuanyu.syn;

public class TestPC2 {
    public static void main(String[] args) {
        TV tv =new TV();

        new Actor(tv).start();
        new Audience(tv).start();
    }
}

//生产者--》演员
class Actor extends Thread{
    TV tv;
    public Actor(TV tv){
        this.tv=tv;
    }

    @Override
    public void run() {
        for (int i = 0; i < 20; i++) {
            if (i%2==0){
                this.tv.play("朗读者");
            }else {
                this.tv.play("广告");
            }
        }
    }
}

//消费者--》观众
class Audience extends Thread{
    TV tv;
    public Audience(TV tv){
        this.tv=tv;
    }

    @Override
    public void run() {
        for (int i = 0; i < 20; i++) {
            tv.watch();
        }
    }
}

//产品--》节目
class TV{
    //演员表演的时候观众等待 T
    //观众观看的时候演员等待 F

    String program; //表演的节目
    boolean flag=true;

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

    //观众看表演
    public synchronized void watch(){
        if (flag){
            try {
                this.wait();
            } catch (InterruptedException e) {
                e.printStackTrace();
            }
        }
        System.out.println("观众观看了"+program);
        //通知演员表演
        this.notifyAll();
        this.flag=!this.flag;
    }
}

程序运行结果：