Java多线程之等待唤醒机制及案例代码演示

简介: Java多线程之等待唤醒机制及案例代码演示

等待唤醒机制

生产者和消费者是一个十分经典的多线程协作模式

举个小栗子来说明一下消费者和生产者的等待唤醒过程:

常见方法

  • void wait() 当前线程等待,直到被其他线程唤醒
  • void notify() 随机唤醒单个线程
  • void notifyAll() 唤醒所有线程

代码演示

接下来,使用代码来演示生产者和消费者的等待唤醒过程

1、消费者代码:

package com.heima.thread001;
public class FoodThread extends Thread {
    @Override
    public void run() {
        while (true){
            synchronized (Desk.lock){
                if (Desk.count == 0){
                    break;
                }else {
                    //判断桌子上有没有面条
                    if (Desk.foodFlag == 0){
                        //如果没有,就等待
                        try {
                            Desk.lock.wait();//让当前线程跟锁进行绑定
                        } catch (InterruptedException e) {
                            e.printStackTrace();
                        }
                    }else {
                        //把吃的总数-1
                        Desk.count--;
                        //如果有,就开吃
                        System.out.println("吃货在吃面条,还能再吃" + Desk.count + "碗");
                        //吃完之后,唤醒厨师继续做
                        Desk.lock.notifyAll();
                        //修改桌子的状态
                        Desk.foodFlag = 0;
                    }
                }
            }
        }
    }
}

2、生产者代码

package com.heima.thread001;
public class CookThread extends Thread {
    @Override
    public void run() {
        while (true){
            synchronized (Desk.lock){
                //判断桌子上有没有面条
                if (Desk.count == 0){
                    break;
                }else {
                    //判断桌子上是否有实物
                    if(Desk.foodFlag == 1){
                        //如果有,就等待
                        try {
                            Desk.lock.wait();
                        } catch (InterruptedException e) {
                            e.printStackTrace();
                        }
                    }else {
                        //如果没有,就制作面条
                        System.out.println("厨师做了一碗面条");
                        //修改桌子上的食物状态
                        Desk.foodFlag = 1;
                        //叫醒等待的消费者开吃
                        Desk.lock.notifyAll();
                    }
                }
            }
        }
    }
}

3、控制生产者和消费者的执行类

package com.heima.thread001;
public class Desk {
    /**
     * 作用:控制生产者和消费者的执行
     */
    //是否有面条  0:没有面条  1:有面条
    public static int foodFlag = 0;
    //总个数
    public static int  count = 10;
    //锁对象
    public static Object lock = new Object();
}

4、测试类

package com.heima.thread001;
public class TestDemo {
    public static void main(String[] args){
        CookThread cookThread = new CookThread();
        FoodThread foodThread = new FoodThread();
        cookThread.setName("厨师");
        foodThread.setName("吃货");
        cookThread.start();
        foodThread.start();
    }
}

5、运行结果

Connected to the target VM, address: '127.0.0.1:52025', transport: 'socket'
Disconnected from the target VM, address: '127.0.0.1:52025', transport: 'socket'
厨师做了一碗面条
吃货在吃面条,还能再吃9碗
厨师做了一碗面条
吃货在吃面条,还能再吃8碗
厨师做了一碗面条
吃货在吃面条,还能再吃7碗
厨师做了一碗面条
吃货在吃面条,还能再吃6碗
厨师做了一碗面条
吃货在吃面条,还能再吃5碗
厨师做了一碗面条
吃货在吃面条,还能再吃4碗
厨师做了一碗面条
吃货在吃面条,还能再吃3碗
厨师做了一碗面条
吃货在吃面条,还能再吃2碗
厨师做了一碗面条
吃货在吃面条,还能再吃1碗
厨师做了一碗面条
吃货在吃面条,还能再吃0碗
Process finished with exit code 0

等待唤醒机制(阻塞队列方式实现)

阻塞队列的继承结构

代码演示:

生产者代码

package com.heima.thread001;
import java.util.concurrent.ArrayBlockingQueue;
public class CookThread extends Thread {
    ArrayBlockingQueue<String> queue;
    public CookThread(ArrayBlockingQueue<String> queue){
        this.queue = queue;
    }
    @Override
    public void run() {
        while (true){
            //不断把面条放到阻塞队列中
            try {
                queue.put("面条");
                System.out.println("厨师放了一碗面条");
            } catch (InterruptedException e) {
                e.printStackTrace();
            }
        }
    }
}

消费者

package com.heima.thread001;
import java.util.concurrent.ArrayBlockingQueue;
public class FoodThread extends Thread {
    ArrayBlockingQueue<String> queue;
    public FoodThread(ArrayBlockingQueue<String> queue){
        this.queue = queue;
    }
    @Override
    public void run() {
        while (true){
            //不断的从阻塞队列中获取面条
            try {
                String food = queue.take();
                System.out.println(food);
            } catch (InterruptedException e) {
                e.printStackTrace();
            }
        }
    }
}

测试类

package com.heima.thread001;
import java.util.concurrent.ArrayBlockingQueue;
public class TestDemo {
    public static void main(String[] args){
        ArrayBlockingQueue<String> queue = new ArrayBlockingQueue<>(1);
        CookThread c = new CookThread(queue);
        FoodThread f = new FoodThread(queue);
        c.start();
        f.start();
    }
}

额外扩展

wait()、notify()、notifyAll()方法

Object类里面提供了这几个方法:

wait():让当前线程处于等待(阻塞状态),直到其他线程调用此对象的notify()或notifyAll()方法(进入就绪状态)。

notify():唤醒在此对象监视器上等待的单个线程。

notifyAll():唤醒在此对象监视器上等待的所有线程。

每个方法都有finnal关键字修饰。

为什么这些方法要定义在Object类里,而不定义在Thread类里呢?

因为这些方法的调用必须通过锁对象调用,而锁对象可以是任意对象。所以定义在Object类里。


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