thread_线程间协作:wait、notify、notifyAll和Condition
经典模式:生产者-消费者模型:当队列满时,生产者需要等待队列有空间才能继续往里面放入商品,而在等待的期间内,生产者必须释放对临界资源(即队列)的占用权。因为生产者如果不释放对临界资源的占用权,那么消费者就无法消费队列中的商品,就不会让队列有空间,那么生产者就会一直无限等待下去。因此,一般情况下,当队列满时,会让生产者交出对临界资源的占用权,并进入挂起状态。然后等待消费者消费了商品,然后消费者通知生产者队列有空间了。同样地,当队列空时,消费者也必须等待,等待生产者通知它队列中有商品了。这种互相通信的过程就是线程间的协作。
转自 http://www.cnblogs.com/dolphin0520/p/3920385.html
一.wait()、notify()和notifyAll()
- import java.util.PriorityQueue;
- public class QueueTest {
- private int queueSize = 10;
- private PriorityQueue<Integer> queue = new PriorityQueue<Integer>(queueSize);
- public static void main(String[] args) {
- QueueTest test = new QueueTest();
- Producer producer = test.new Producer();
- Consumer consumer = test.new Consumer();
- producer.start();
- consumer.start();
- }
- ////////////////////////////////////////////
- class Producer extends Thread {
- @Override
- public void run() {
- while (true) {
- // wait()方法 notify()方法 必须在同步块或者同步方法中进行(synchronized块或者synchronized方法)
- synchronized (queue) {
- //队列满的时候 锁
- while (queue.size() == queueSize) {
- try {
- System.out.println("队列满,等待有空余空间");
- //调用某个对象的wait()方法能让当前线程阻塞,并且当前线程必须拥有此对象的monitor(即锁)
- //调用某个对象的wait()方法,相当于让当前线程交出此对象的monitor,然后进入等待状态,等待后续再次获得此对象的锁
- //(Thread类中的sleep方法使当前线程暂停执行一段时间,从而让其他线程有机会继续执行,但它并不释放对象锁);
- queue.wait();
- } catch (InterruptedException e) {
- e.printStackTrace();
- queue.notify();
- }
- }
- queue.offer(1); // 每次插入一个元素
- //调用某个对象的notify()方法能够唤醒一个正在等待这个对象的monitor的线程,如果有多个线程都在等待这个对象的monitor,则只能唤醒其中一个线程;
- //调用notifyAll()方法能够唤醒所有正在等待这个对象的monitor的线程;
- //notify()和notifyAll()方法只是唤醒等待该对象的monitor的线程,并不决定哪个线程能够获取到monitor。
- //一个线程被唤醒不代表立即获取了对象的monitor,只有等调用完notify()或者notifyAll()并退出synchronized块,释放对象锁后,其余线程才可获得锁执行。
- queue.notify();
- System.out.println("向队列取中插入一个元素,队列剩余空间:" + (queueSize - queue.size()));
- }
- }
- }
- }
- ////////////////////////////////////////////
- class Consumer extends Thread {
- @Override
- public void run() {
- while (true) {
- synchronized (queue) {
- //队列为空时 锁
- while (queue.size() == 0) {
- try {
- System.out.println("队列空,等待数据");
- queue.wait();
- } catch (InterruptedException e) {
- e.printStackTrace();
- queue.notify();
- }
- }
- queue.poll(); // 每次移走队首元素
- queue.notify();
- System.out.println("从队列取走一个元素,队列剩余" + queue.size() + "个元素");
- }
- }
- }
- }
- }
二.Condition
Condition是在java 1.5中才出现的,它用来替代传统的Object的wait()、notify()实现线程间的协作,相比使用Object的wait()、notify(),使用Condition1的await()、signal()这种方式实现线程间协作更加安全和高效。
因此通常来说比较推荐使用Condition,在阻塞队列那一篇博文中就讲述到了,阻塞队列实际上是使用了Condition来模拟线程间协作。
- Condition是个接口,基本的方法就是await()和signal()方法;
- Condition依赖于Lock接口,生成一个Condition的基本代码是lock.newCondition()
- 调用Condition的await()和signal()方法,都必须在lock保护之内,就是说必须在lock.lock()和lock.unlock之间才可以使用
Conditon中的await()对应Object的wait();
Condition中的signal()对应Object的notify();
Condition中的signalAll()对应Object的notifyAll()。
- import java.util.PriorityQueue;
- import java.util.concurrent.locks.Condition;
- import java.util.concurrent.locks.Lock;
- import java.util.concurrent.locks.ReentrantLock;
- public class Test {
- private int queueSize = 10;
- private PriorityQueue<Integer> queue = new PriorityQueue<Integer>(queueSize);
- private Lock lock = new ReentrantLock();
- private Condition notFull = lock.newCondition();
- private Condition notEmpty = lock.newCondition();
- public static void main(String[] args) {
- Test test = new Test();
- Producer producer = test.new Producer();
- Consumer consumer = test.new Consumer();
- producer.start();
- consumer.start();
- }
- class Consumer extends Thread {
- @Override
- public void run() {
- while (true) {
- //调用Condition的await()和signal()方法,都必须在lock保护之内,就是说必须在lock.lock()和lock.unlock之间才可以使用
- lock.lock();
- try {
- while (queue.size() == 0) {
- try {
- System.out.println("队列空,等待数据");
- notEmpty.await();
- } catch (InterruptedException e) {
- e.printStackTrace();
- }
- }
- queue.poll(); // 每次移走队首元素
- notFull.signal();
- System.out.println("从队列取走一个元素,队列剩余" + queue.size() + "个元素");
- } finally {
- lock.unlock();
- }
- }
- }
- }
- class Producer extends Thread {
- @Override
- public void run() {
- while (true) {
- lock.lock();
- try {
- while (queue.size() == queueSize) {
- try {
- System.out.println("队列满,等待有空余空间");
- notFull.await();
- } catch (InterruptedException e) {
- e.printStackTrace();
- }
- }
- queue.offer(1); // 每次插入一个元素
- notEmpty.signal();
- System.out.println("向队列取中插入一个元素,队列剩余空间:" + (queueSize - queue.size()));
- } finally {
- lock.unlock();
- }
- }
- }
- }
- }
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