线程通信--java进阶day16

1.线程通信

确保线程能够按照我们指定的顺序执行

意义

之前我们玩的线程都是抢占式调度，很有可能一条线程完成了所有任务，就无法体现多线程，所以，使用线程通信让线程按照顺序执行

代码演示

如图，我们写了一个类，里面有两个方法，都是打印语句

接着，我们创建该类的对象作为资源对象，然后实现Runnable接口开启两条线程（共享该资源对象），两条线程分别打印print1和print2

为了保证线程安全，我们再加上同步技术

可以看见，上图中，控制台没有错乱的语句，但如果我们要让传智教育和黑马程序员一人一句的打印，该怎么做？

那就需要用到线程通信

如图，我们先定义一个变量作为标记，来决定该让哪条线程等待，哪条线程执行

在print01的开头就判断，如果flag不等于1，那么就让线程1等待，为1，就执行打印语句，之后再把flag赋值为2，并且唤醒线程2

print02开头也判断，如果flag不等于2，让线程2等待，为2，执行打印语句，之后再把flag赋值为1，唤醒线程1

所以，我们这两条线程该不该执行要根据标记来决定，当标记为1时，线程1执行，线程2等待。标记为2时，线程1等待，线程2执行。

2.等待唤醒机制

要想让线程等待和唤醒，就需要使用到下面的方法

这两个方法来自于Object类，但要使用锁对象进行调用，因为锁对象是任意的，为了确保任意的锁对象都可以调用，等待唤醒方法才在Object中

如图，我们使用锁对象调用等待和唤醒方法

因为我们在print方法里抛出了异常，所以在run方法里也报错了，但是系统提示我们只能try catch

之前说过，子类不能抛出父类没有的或者比父类更大的异常，我们现在在重写run方法，而Runnable接口里是没有异常的，所以我们只能try catch

通过线程通信，控制台打印的结果是一人一句

过程分析

1.假设线程1拿到执行权，走print01，flag初始为1，线程1打印传智教育

2.接着flag改为2，锁对象调用notify唤醒线程，notify支持空唤醒，就算没有等待的线程也只是喊一嗓子

---

3.执行结束，如果线程1又抢到了执行权，此时flag为2，满足if条件，锁对象调用wait方法，线程1就会进入等待

4.此时只剩线程2拥有执行权，线程2执行，打印黑马程序员，然后flag改为1，锁对象调用notify唤醒线程，线程1被唤醒

5.线程1被唤醒，但并不是直接切换到线程1，有可能线程2继续拥有执行权，

此时flag为1，满足if条件，锁对象调用wait，线程2休眠，只能切换到线程1，以此类推

刚才我们玩了两条线程的等待唤醒，现在我们玩一下三条线程的等待唤醒，如图

使用Runnable开启三条线程，右键运行，控制台并没有按照传智教育-黑马程序员-传智大学的顺序打印，有漏掉的地方

#原因分析

假设线程2先拿到执行权，flag初始为1，线程2等待，剩下线程1和线程3

假设线程3拿到执行权，flag还是1，线程3也等待，只能切换到线程1执行

线程1满足条件，打印语句后，flag改为2，然后唤醒线程，但要注意，notify 是随机唤醒，我们想让它唤醒线程2，但它可能唤醒的是线程3

而wait方法的特点：从哪里等待就从哪里唤醒，线程3是在wait方法这里等待的，唤醒后就从wait方法这里向下执行，就不会再判断if条件

所以，我们的打印顺序错乱，而且还极有可能丢掉打印数据

我们将if换成while，强迫线程进行标记判断，看是否能解决问题

上图，确实保证了一人一句，但是程序卡死了

#原因分析

假设线程2拿到执行权，flag初始为1，线程2等待，

然后线程3拿到执行权，也不满足标记，线程3等待，

只能切换到线程1，执行完逻辑后，flag变为2，notify随机唤醒，线程3被唤醒，

由于我们使用的是while循环，所以每次都会进行判断，flag为2，不满足标记，线程3又等待，

又只剩线程1，而此时flag为2，也不满足线程1的标记，三个线程全部等待，程序卡死

3.notifyAll

使用该方法唤醒所有的线程

使用该方法可以解决上述问题，每一次都可以唤醒所有线程，不存在卡死和随机的问题

但是该方法的弊端也很明显，效率太低了，每次唤醒都是所有线程，然后挨个判断

4.sleep和wait的区别

sleep是线程休眠，时间一到自动醒来，而且不会释放锁。而wait是线程等待，必须由notify才能唤醒，而且在等待期间会释放锁

如果wait不会释放锁，cpu切换不到其他线程，那就没有人去调用notify唤醒它

5.ReentrantLock等待唤醒机制

使用互斥锁调用等待唤醒方法不仅效率高，而且操作也简单

如下图，开启三条线程，可以看见没有使用同步代码块，因为一会要使用互斥锁

接着，在资源类中创建锁对象，进行上锁，三个方法都是一样的操作

然后通过锁对象调用newCondition获取线程状态对象（newCondition要在代码块或方法中才有提示），3条线程对应三个线程状态对象

接着，使用线程状态对象调用等待唤醒方法，开启线程通信，注意等待和唤醒的对象不要搞错！

三个方法的逻辑一样，右键运行，没有问题

当线程状态对象（c1，c2，c3）第一次调用await方法后，线程状态对象会和线程进行绑定，从而达到线程等待和唤醒操作

案例：生产者消费者模式

以吃包子和做包子为例，吃包子的是消费者，做包子的是生产者

当没有包子时，消费者要等待，生产者做包子，然后唤醒消费者吃包子

有包子时，生产者等待，消费者吃包子，然后唤醒生产者做包子

包子则作为标记，初始定为false（没有包子）

将消费者和生产者作为线程类创建，而包子则放在共享区域创建，我们选择互斥锁实现线程通信，所以互斥锁也要放在共享区

为了方便获取，我们将标记和互斥锁加上static修饰，直接类名调用

当标记为true时，走if；当标记为false时，走else

锁对象获取线程状态对象，线程状态对象也创建在共享区域，便于操作。接着进行线程等待和唤醒操作

最后在测试类中创建我们写的两个线程类（实现Runnable丢Thread对象里）