(一)、线程通信
- 应用场景:
- 假设仓库中只能存放一件产品,生产者将生产出来的产品放入仓库,消费者将仓库中的产品取走消费。
- 如果仓库中没有产品,则生产者将产品放入仓库,否则停止生产并等待,知道仓库中的产品被消费者取走为止。
- 如果仓库中放有产品,则消费者可以将产品取走消费,否则停止消费并等待,知道仓库中再次放入产品为止。
- 分析:
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,而生产力产品之后,又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可组织并发更新同一个共享资源,实现了同步
- synchronized不能用来实现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
注意: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IIIengalMonitorStateException
- 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: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
- 解决方式2:
并发协作模型“生产者/消费者模式”—>信号灯法
(二)、管程法
package com.hxl.gaoji; //测试:生产者消费者模式--->利用缓冲区解决:管程法 //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S 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) { e.printStackTrace(); } } //如果没有满,我们就需要丢入产品 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(){ //判断能否消费 if(count == 0){ //等待生产者生产,消费者等待 try { this.wait(); } catch (InterruptedException e) { e.printStackTrace(); } } //如果可以消费 count--; Chicken chicken = chickens[count]; //吃完了,通知生产者生产 this.notifyAll(); return chicken; } }
(三)、信号灯法
package com.hxl.gaoji; //测试生产者消费者问题2:信号灯法,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("我爱你播放中"); }else{ this.tv.play("快手,很快"); } } } } //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 T //观众观看,演员等待 F 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) { e.printStackTrace(); } } System.out.println("演员表演了:"+voice); //通知观众观看 this.notifyAll();//通知唤醒 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("观众观看了:"+voice); //通知演员表演 this.notifyAll(); this.flag = !this.flag; } }