等待唤醒机制
▶ 线程间通信
--- 概念：多个线程在处理同一个资源，但是处理的动作（线程的任务）却不相同。
例如：线程A用来生成包子，线程B用来吃包子，包子可以理解为同一资源，线程A与线程B处理的动作，一个是生成，一个是消费，那么线程A与线程B之间就存在线程通信的问题。
--- 为什么要处理线程间通信？
多个线程并发执行时，在默认情况下CPU是随机切换线程的，当需要多个线程来共同完成一件任务，并且希望他们有规律的执行，那么多线程之间需要一些协调通信，以此来到达多线程共同操作一份数据。
--- 如何保证线程间通信有效利用资源？
多个线程在处理同一资源，并且任务不同时，需要线程通信来帮助解决线程之间对同一个变量的使用或操作，就是多个线程在操作同一份数据时，避免对同一共享变量的争夺，即需要通过一定的手段使各个线程能有效的利用资源，这种手段就是---等待唤醒机制。
▶ 等待唤醒机制
--- 什么是等待唤醒机制？
这是多个线程间的一种协作机制。谈到线程经常想到的是线程间的竞争（race），比如去争夺锁，但这并不是全部，线程间也会有协作机制 ；
就好比在公司里你和你的同事们可能存在在晋升时的竞争，但更多时候你们更多是一起合作以完成某些任务；
在一个线程进行了规定操作后，就进入等待状态（wait()），等待其他线程执行完他们的指定代码过后再将其唤醒（notify()）
在有多个线程进行等待时， 如果需要，可以使用 notifyAll()来唤醒所有的等待线程。
wait/notify 就是线程间的一种协作机制。
--- 等待唤醒中的方法
等待唤醒机制就是用于解决线程间通信的问题的，使用到的3个方法的含义如下：
（1）wait：线程不再活动，不再参与调度，进入 wait set 中，因此不会浪费 CPU 资源，也不会去竞争锁了，这时的线程状态即是 WAITING。它还要等着别的线程执行一个特别的动作，也即是“通知（notify）”，则在这个对象上等待的线程从wait set 中释放出来，重新进入到调度队列（ready queue）中 ；
（2）notify：则选取所通知对象的 wait set 中的一个线程释放；例如，餐馆有空位置后，等候就餐最久的顾客最先入座；
（3）notifyAll：则释放所通知对象的 wait set 上的全部线程。
【 注意： 哪怕只通知了一个等待的线程，被通知线程也不能立即恢复执行，因为它当初中断的地方是在同步块内，而此刻它已经不持有锁，所以它需要再次尝试去获取锁（很可能面临其它线程的竞争），成功后才能在当初调用 wait 方法之后的地方恢复执行。 】
总结如下：
（1）如果能获取锁，线程就从 WAITING 状态变成 RUNNABLE 状态；
（2）如果不能获取锁 ，从 wait set 出来，又进入 entry set，线程就从 WAITING 状态又变成 BLOCKED 状态
--- 调用wait和notify方法需要注意的细节
（1）wait方法与notify方法必须要由同一个锁对象调用；
因为：对应的锁对象可以通过notify唤醒使用同一个锁对象调用的wait方法后的线程。
（2）wait方法与notify方法是属于Object类的方法的；
因为：锁对象可以是任意对象，而任意对象的所属类都是继承了Object类的。
（3）wait方法与notify方法必须要在同步代码块或者是同步函数中使用；
因为：必须要通过锁对象调用这2个方法。
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▶ 等待唤醒机制需求分析（以包子为例）：
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/* 生产者（包子铺）类：是一个线程类，可以继承Thread 设置线程任务（run）：生产包子 生产前对包子状态进行判断 true:有包子 - 包子铺调用wait方法进入等待状态 false:没有包子 - 包子铺生产包子 增加一些趣味性：交替生产两种包子，有两种状态（i%2） 包子铺生产好了包子，修改包子的状态为true有 唤醒吃货线程，让吃货线程吃包子 注意： 包子铺线程和包子线程关系 ---> 通信（互斥） 必须同时同步技术保证两个线程只能有一个在执行 锁对象必须保证唯一，可以使用包子对象作为锁对象 包子铺类和吃货类就需要把包子对象作为参数传递进来 1.需要在成员位置创建一个包子变量 2.使用带参数构造方法，为这个包子变量赋值 */ public class BaoZiPu extends Thread { private BaoZi bz ; public BaoZiPu(BaoZi bz) { this.bz = bz ; } @Override public void run() { int count = 0; //必须同时同步技术保证两个线程只能有一个在执行 while(true) { synchronized(bz) { if(bz.flag == true) { try { bz.wait(); } catch (InterruptedException e) { e.printStackTrace(); } } // 被唤醒之后执行，包子铺生产包子 // 增加一些趣味性：交替生产两种包子 if(count%2 == 0) { // 生产：薄皮三鲜馅包子 bz.pi = "薄皮"; bz.xian = "三鲜馅"; }else { // 生产：冰皮牛肉大葱馅包子 bz.pi = "冰皮"; bz.xian ="牛肉大葱馅"; } count++; System.out.println("包子铺正在生产："+bz.pi+bz.xian+"包子"); try { Thread.sleep(3000); } catch (InterruptedException e) { e.printStackTrace(); } // 包子铺生产好了包子，则要修改包子状态为true bz.flag = true ; bz.notify(); System.out.println("包子铺已经生成好了包子："+bz.pi+bz.xian+"包子，吃货可以吃包子了"); } } } }
/* 资源类：包子类 设置包子的属性 皮 陷 包子的状态：有（true），没有（false） */ public class BaoZi { // 皮 String pi; // 陷 String xian; // 包子的状态：有（true），没有（false） boolean flag = false ; }
public class ChiHuo extends Thread{ private BaoZi bz; public ChiHuo(BaoZi bz) { this.bz = bz; } @Override public void run() { // 使用死循环，让吃货一直吃包子 while(true) { // 必须同时同步技术保证两个线程只能有一个在执行 synchronized(bz) { // 对包子的状态进行判断 if(bz.flag == false) { // 吃货调用wait方法进入等待状态 try { bz.wait(); } catch (InterruptedException e) { e.printStackTrace(); } } // 被唤醒之后执行的代码-吃包子 System.out.println("吃货正在吃："+bz.pi+bz.xian+"的包子"); // 吃货吃完包子 // 修改包子的状态为false没有 bz.flag = false ; // 吃货唤醒包子铺线程 - 生成包子 bz.notify() ; System.out.println("吃货已经吃完："+bz.pi+bz.xian+"的包子,包子铺开始生成包子"); System.out.println("------------------------------------------"); } } } }
/* * 测试类： 包含main方法，程序执行的入口，启动程序 创建包子对象 创建包子铺线程，开启，生成包子 创建吃货线程，开启，吃包子 */ public class Test { public static void main(String[] args) { // 创建包子对象 BaoZi bz = new BaoZi() ; // 创建包子铺线程，开启，生成包子 new BaoZiPu(bz).start() ; // 创建吃货线程，开启，吃包子 new ChiHuo(bz).start(); } }
线程池
▶ 线程池思想概述
我们使用线程的时候就去创建一个线程，这样实现起来非常简便，但是存在一个问题：
如果并发的线程数量很多，并且每个线程都是执行一个时间很短的任务就结束了，那么这样频繁的创建线程就会大大降低系统的效率，因为频繁创建线程和销毁线程需要时间。
有没有一种办法使得线程可以复用？ --- 线程池
复用就是执行完一个任务并不被销毁，而是可以继续执行其他任务。
▶ 线程池的底层原理
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▶ 线程池的工作原理图
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▶ 合理利用线程池能够带来三个好处
（1）降低资源消耗
减少了创建和销毁线程的次数，每个工作线程都可以被重复利用，可以执行多个任务
（2）提高响应速度
当任务到达时，任务可以不需要等到线程创建就能立即执行
（3）提高线程的可管理性
可以根据系统的承受能力，调制线程池中工作线程的数目，防止因为消耗过多的内存，而把服务器累趴下（每个线程需要打约1MB内存，线程开的越多，消耗的内存也就越大，最后死机）
▶ 线程池的产生
--- 线程池是JDK 1.5之后提供的，在JDK 1.5之前没有提供线程池
--- java.util.concurrent.Executors ：线程池的工厂类，用来生成线程池
Executors类中的静态方法：
static ExecutorService newFixedThreadPool( int nThread) --- 创建一个可复用的固定线程数的线程池
参数： int nThread --- 创建线程池中包含的线程数量
返回值：ExecutorService接口，返回的是ExecutorService接口的实现类对象，可以使用ExecutorService接口接收（面向接口编程）
--- java.util.concurrent.ExecutorService：线程池接口
用来从线程池中获取线程，调用start方法，执行线程任务
submit( Runnable task) 提交一个Runnable任务用于执行
关闭/销毁线程池的方法
void shutdown()
--- 线程池的使用步骤：
（1）使用线程池的工厂类 Exexutors 里边提供的静态方法 newFixedThreadPool 生产一个指定线程数量的线程池
（2）创建一个类，实现 Runnable 接口，重写run方法，设置线程任务
（3）调用 ExecutorService 中的方法 submit ，传递线程任务（实现类）开启线程，执行 run 方法
（4）调用 ExecutorService 中的方法 shutdown 销毁线程池（不建议执行）
--- 线程池的代码实现：
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