线程通信

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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。

1、对于生产者,没有生产产品之前,要通知等待消费者,而生产了产品之后又需要马上通知消费者消费。

2、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。

3、在生产者和消费者问题中,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)。

一、Java提供了几个方法解决线程通信的问题

1、wait():表示线程一直等待,直到其他线程通知,与sleep不同,它会释放锁。

2、wait(long timeout):指定等待的毫秒数。

3、notify():唤醒一个处于等待状态的线程。

4、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。

注意:以上方法都是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lllegalMonitorStateException

二、解决方式1——管程法

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直接上代码:

package advanced;

//测试:生产者消费者模型-->利用缓冲区解决:管程法

//需要的对象:生产者、消费者、产品、缓冲区
public class TestPC {
    public static void main(String[] args) {
        SynContainer synContainer = new SynContainer();
        new Producer(synContainer).start();
        new Consumer(synContainer).start();
    }
}

//生产者
class Producer extends Thread{
    SynContainer synContainer;
    public Producer(SynContainer synContainer){
        this.synContainer = synContainer;
    }
    //生产

    @Override
    public void run() {
        for (int i = 0; i < 10; i++) {
            synContainer.push(new Chicken(i));
            System.out.println("生产了编号为"+i+"的鸡");
        }
    }
}

//消费者
class Consumer extends Thread{
    SynContainer synContainer;
    public Consumer(SynContainer synContainer){
        this.synContainer = synContainer;
    }
    //消费

    @Override
    public void run() {
        for (int i = 0; i < 10; i++) {
            System.out.println("消费了--》第"+synContainer.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
        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
        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];
        //消费完了通知生产者生产
        this.notifyAll();

        return chicken;
    }
}

运行截图:

image-20200811163041811

三、解决方式2——信号灯法

上代码:

package advanced;

//测试生产者消费者问题二,信号灯法,通过标志位解决
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("播放广告中");
            }
        }
    }
}

//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();
        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);
        //观看完通知演员表演
        this.notifyAll();
        this.flag = !flag;
    }

}

运行截图:

image-20200811165310410

Q.E.D.