线程通信
- 应用场景：生产者和消费者问题
- 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，直到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，直到仓库中再次放入产品为止
- 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不能用来实现不同线程之间的消息传递（通信）
- 解决线程之间通信问题的方法
| 方法名 | 作用 |
| wait() | 表示线程一直等待，知道其他线程通知，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 |
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
//测试：生产者消费者模型-->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 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，生产者等待 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; } }
解决方式2
- 并发协作模式“生产者/消费者模式”--->信号灯法
//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("快乐大本营播放中"); }else { this.tv.play("抖音：记录美好生活"); } } } } //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) { 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("观看了："+voice); //通知演员表演 this.notifyAll(); this.flag = !this.flag; } }
线程池
使用线程池
- 背景：经常创建和销毁、使用量特别大的资源，比如并发情况下的线程，对性能影响很大。
- 思路：提前创建好多个线程，放入线程池中，使用时直接获取，使用完放回池中。可以避免频繁创建销毁、实现重复利用。类似生活中的公共交通工具。
- 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会终止
- JDK5.0起提供了线程池相关API：ExexutorService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(Callable task)：执行任务，有返回值，一般又来执行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
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.创建服务，创建线程池 //newFixedThreadPool 参数为：线程池大小 ExecutorService service = Executors.newFixedThreadPool(10); //执行 service.execute(new MyThread()); service.execute(new MyThread()); service.execute(new MyThread()); service.execute(new MyThread()); //2.关闭链接 service.shutdown(); } } class MyThread implements Runnable{ @Override public void run() { System.out.println(Thread.currentThread().getName()); } }
