多线程

4-线程同步-生产者和消费者简易模型

2021-07-07 602 0

简介 线程之间的通讯、简单的生产者和消费者模型的实现

1. 线程的通信

两个线程交替消费10条消息，并打印

涉及到的三个方法：

wait():一旦执行此方法，当前线程就进入阻塞状态，并释放锁（同步监视器）。

notify():一旦执行此方法，就会唤醒被wait的一个线程。如果有多个线程被wait，就唤醒优先级高的那个。

notifyAll():一旦执行此方法，就会唤醒所有被wait的线程。

说明：

1.wait()，notify()，notifyAll()三个方法必须使用在同步代码块或同步方法中。

2.wait()，notify()，notifyAll()三个方法的调用者必须是同步代码块或同步方法中的同步监视器。（都写为obj或都写为this）

   否则，会出现IllegalMonitorStateException异常

3.wait()，notify()，notifyAll()三个方法是定义在java.lang.Object类中。


//WaitNotifyTest.java
package com.ylaihui.thread1;
 
class ProcMsg implements Runnable{
    private static int message = 10;
    private Object obj = new Object();
    @Override
    public void run() {
 
        while(true){
            //wait()，notify()，notifyAll()三个方法的调用者必须是同步代码块或同步方法中的同步监视器
            // （都写为obj或都写为this） 否则报异常 IllegalMonitorStateException
            //synchronized (obj){ // IllegalMonitorStateException
            synchronized (this){
                // 一旦执行此方法，就会唤醒被wait的一个线程。如果有多个线程被wait，就唤醒优先级高的那个。
                this.notify();
                if(message > 0)
                {
                    System.out.println(Thread.currentThread().getName() + ":" + message);
                    message--;
                    try {
                        // 一旦执行此方法，当前线程就进入阻塞状态，并释放锁（同步监视器）。
                        this.wait();
                    } catch (InterruptedException e) {
                        e.printStackTrace();
                    }
                }else
                    break;
            }
        }
    }
}
 
public class WaitNotifyTest {
    public static void main(String[] args) {
        ProcMsg procMsg = new ProcMsg();
 
        Thread t1 = new Thread(procMsg);
        Thread t2 = new Thread(procMsg);
 
        t1.start();
        t2.start();
    }
}


2. sleep和wait的区别

1.相同点：一旦执行方法，都可以使得当前的线程进入阻塞状态。

2.不同点：1）两个方法声明的位置不同：Thread类中声明sleep() , Object类中声明wait()

         2）调用的要求不同：sleep()可以在任何需要的场景下调用。 wait()必须使用在同步代码块或同步方法中

         3）关于是否释放同步监视器：如果两个方法都使用在同步代码块或同步方法中，sleep()不会释放锁，wait()会释放锁。


3. 生产者消费者模型

线程通信的应用： 生产者/消费者问题

生产者(Productor)将接收到的消息放入缓冲区(MsgQueue)，而消费者(Customer)从缓冲区取出消息进行消费，

缓冲区只能存储固定数量的消息，比如20条消息，

 如果生产者试图放入多余20条消息，缓冲区满，会停止生产者生产消息。

 如果缓冲区有空位放消息，那么通知生产者继续生产；

 如果缓冲区没有消息，那么消费者会等待，如果缓冲区有消息了，再通知消费者消费消息。

分析：

1. 是否是多线程问题？是，生产者线程，消费者线程

2. 是否有共享数据？是，缓冲区的消息

3. 如何解决线程的安全问题？同步机制,有三种方法（同步代码块、同步方法、Lock的方式）

4. 是否涉及线程的通信？是


//ProducterConsumerTest.java
package com.ylaihui.thread1;
 
class MsgQueue {
    private int msgcount = 0;
    public final static int MSG_MAX = 200;
    MsgQueue(){}
 
    public int getMsgcount(){
        return this.msgcount;
    }
    public void addCount(){
        this.msgcount++;
    }
    public void reduceCount(){
        this.msgcount--;
    }
}
 
class Producter implements Runnable{
    private MsgQueue msgqueue;
    Producter(){}
    Producter(MsgQueue msgqueue){
        this.msgqueue = msgqueue;
    }
    @Override
    public void run() {
        while(true){
            synchronized (msgqueue){
                if(msgqueue.getMsgcount() < MsgQueue.MSG_MAX){
                    msgqueue.addCount();
                    msgqueue.notify();
                    System.out.println("生产产品" + msgqueue.getMsgcount());
                }
                else {
                    try {
                        msgqueue.wait();
                    } catch (InterruptedException e) {
                        e.printStackTrace();
                    }
                }
            }
        }
    }
}
 
class Consumer implements Runnable{
    private MsgQueue msgqueue;
    Consumer(){}
    Consumer(MsgQueue msgqueue){
        this.msgqueue = msgqueue;
    }
    @Override
    public void run() {
        while(true){
            synchronized (msgqueue){
                if(msgqueue.getMsgcount() > 0) {
                    System.out.println("消费产品" + msgqueue.getMsgcount());
                    msgqueue.reduceCount();
                    msgqueue.notify();
                }else {
                    try {
                        msgqueue.wait();
                    } catch (InterruptedException e) {
                        e.printStackTrace();
                    }
                }
            }
        }
    }
}
 
public class ProducterConsumerTest {
    public static void main(String[] args) {
        // init the message queue
        MsgQueue msgq = new MsgQueue();
 
        Producter p = new Producter(msgq);
        Consumer c = new Consumer(msgq);
 
        Thread t1 = new Thread(p);
        Thread t2 = new Thread(c);
 
        t1.start();
        t2.start();
    }
}


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