多线程编程-- part 4 线程间的通信
线程间的相互作用
线程之间需要一些协调通信,来共同完成一件任务。
Object类相关的方法:notify(),notifyAll(),wait()。会被所有的类继承,这些方法是final不能被重写。他们操控的是每个对象都会有的锁,如果不在synchronized里面调用wait,notify,notifyAll方法,运行时会报异常:要调用对象的这些方法,必须先获得这个对象的锁。
wait():
使得当前线程必须等待,进入到等待序列,等到另外一个线程调用notify()或者notifyAll()激活
当前线程必须拥有当前对象的monitor,就是锁。线程调用wait(),释放对锁的拥有权,等待另外的线程来通知他,这样才能重新获得锁的拥有权和恢复执行。
要确保调用wait()方法的时候拥有锁。
调用Object.wait()方法,会释放对象的锁。调用Thread.sleep()方法,不会释放对象的锁。
notify():
唤醒一个等待当前对象的锁的线程,如果多个线程在等待,他们中的一个将会被选择唤醒,这种选择是随意的。
被唤醒的锁是不能被执行的,必须要等到当前线程放弃这个对象的锁,被唤醒的线程和其他线程竞争锁。
一个线程拥有一个对象的锁有以下几种方法:
1.执行这个对象的synchronized实例方法
2.执行这个对象的synchronized语句块,这个语句块锁的是这个对象
3.对于class类的对象,执行那个类的synchronized static方法
学到线程通信就必须看看经典例子:生产/消费问题
- 生产者在仓库未满的时候生产,仓库满则停止生产
- 消费者仅仅在仓库有产品的时候才能消费,仓空则等待
- 消费者发现仓库没产品消费时,通知生产者等待
- 生产者在生产处可消费产品时,通知等待的消费者去消费
初步设计:
1.Depot是“仓库”类,仓库中记录“仓库的容量(capacity)”以及“仓库中当前产品数目(size)”。
“仓库”类的生产方法produce()和消费方法consume()方法都是synchronized方法,进入synchronized方法体,意味着这个线程获取到了该“仓库”对象的同步锁。这也就是说,同一时间,生产者和消费者线程只能有一个能运行。通过同步锁,实现了对“仓库”的互斥访问。
produce()方法:仓库满时,生产者线程进入等待,生产完成,通过nofityAll()唤醒所有的线程,consume()方法:消费者进行消费之后,会通过nofityAll()方法通知生产者进行生产
2.Producer类:生产者类,每次会新建一个线程调用仓库的produce()方法进行生产
3.Customer类:消费者类,每次会新建一个线程调用仓库的consume()方法进行消费
4.定义若干次消费和生产,看是不是满足关系
- package com.template.ProduceConsume;
- /**
- * <生产者和消费者>
- * <详细介绍>
- *
- * @author 姬国靖
- * @since 设计wiki | 需求wiki
- */
- public class test {
- public static void main(String[] args) {
- Depot mDepot = new Depot(100);
- Producer mPro = new Producer(mDepot);
- Customer mCus = new Customer(mDepot);
- mPro.produce(60);
- mPro.produce(120);
- mCus.consume(90);
- mCus.consume(150);
- mPro.produce(110);
- }
- }
- //仓库
- class Depot {
- private int capacity; // 仓库的容量
- private int size; // 仓库的实际数量
- public Depot(int capacity) {
- this.capacity = capacity;
- this.size = 0;
- }
- public synchronized void produce(int val) {
- try {
- // left 表示“想要生产的数量”(有可能生产量太多,需多此生产)
- int left = val;
- while (left > 0) {
- // 库存已满时,等待“消费者”消费产品。
- while (size >= capacity)
- wait();
- // 获取“实际生产的数量”(即库存中新增的数量)
- // 如果“库存”+“想要生产的数量”>“总的容量”,则“实际增量”=“总的容量”-“当前容量”。(此时填满仓库)
- // 否则“实际增量”=“想要生产的数量”
- int inc = (size+left)> capacity ? (capacity-size) : left;
- size += inc;
- left -= inc;
- System.out.printf("%s produce(%3d) --> left=%3d, inc=%3d, size=%3d\n",
- Thread.currentThread().getName(), val, left, inc, size);
- // 通知“消费者”可以消费了。
- notifyAll();
- }
- } catch (InterruptedException e) {
- }
- }
- public synchronized void consume(int val) {
- try {
- // left 表示“客户要消费数量”(有可能消费量太大,库存不够,需多此消费)
- int left = val;
- while (left > 0) {
- // 库存为0时,等待“生产者”生产产品。
- while (size <= 0)
- wait();
- // 获取“实际消费的数量”(即库存中实际减少的数量)
- // 如果“库存”<“客户要消费的数量”,则“实际消费量”=“库存”;
- // 否则,“实际消费量”=“客户要消费的数量”。
- int dec = (size<left) ? size : left;
- size -= dec;
- left -= dec;
- System.out.printf("%s consume(%3d) <-- left=%3d, dec=%3d, size=%3d\n",
- Thread.currentThread().getName(), val, left, dec, size);
- notifyAll();
- }
- } catch (InterruptedException e) {
- }
- }
- public String toString() {
- return "capacity:"+capacity+", actual size:"+size;
- }
- }
- //生产者
- class Producer {
- private Depot depot;
- public Producer(Depot depot) {
- this.depot = depot;
- }
- // 消费产品:新建一个线程向仓库中生产产品。
- public void produce(final int val) {
- new Thread() {
- public void run() {
- depot.produce(val);
- }
- }.start();
- }
- }
- //消费者
- class Customer {
- private Depot depot;
- public Customer(Depot depot) {
- this.depot = depot;
- }
- // 消费产品:新建一个线程从仓库中消费产品。
- public void consume(final int val) {
- new Thread() {
- public void run() {
- depot.consume(val);
- }
- }.start();
- }
- }
分析:可以看出仓库满时停止生产,等待消费者通知,不够消费停止消费,,等待生产者通知
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