多线程-线程协作(七)
-
生产者消费者模式(不是一个模式,而是一个问题)
应用场景:你(消费者),肯德基店(缓存区),炸鸡员(生产者)
- 你去肯德基店买炸鸡,肯德基店下单,炸鸡员就炸鸡,但是如果肯德基店如果已经有炸好的鸡,你就可以直接买走,你就不需要等待,炸鸡员就不用炸鸡,,但是如果肯德基店没有炸好的鸡,就要通知炸鸡员炸鸡,你就要等待。
- 你和炸鸡员就类似两个线程,肯德基店就类似于缓存区,你和炸鸡员就跟肯德基店就会有线程通信。
-
线程通信-分析
- 这是一个线程同步的问题,生成者和消费者共享一个资源,并且生成者和消费者之间相互依赖,互为条件。
- 对于生产者,没有生产产品之前,要通知消费者等待,而生产了产品之后,又需要马上通知消费者消费。
- 对于消费者,在消费之后,要通知生产者已经结束消费,需要生成新的产品以供消费。
- 生产者消费者问题,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
-
线程通信
java提供了几个方法解决线程之间额通信问题:
-
解决方式1:
并发协作模式"生产者/消费者模式"—>管程法
- 生产者:负责生产数据的模块(可能是方法,对象,线程,进程)
- 消费者:负责处理数据的模块(可能是方法,对象,线程,进程)
- 缓冲区:消费者不能直接使用生产者的数据,他们之间有个"缓冲区"
生产者将生产好的数据放入缓冲区,消费者从缓冲区拿出数据
-
解决方式1,具体的代码实现:
//测试:生产者消费者模型--->利用缓冲区解决:管程法 //生产者,消费者,产品,缓冲区 public class TestPC { public static void main(String[] args) { SynContainer container=new SynContainer(); new Productor(container).start(); new Consumer(container).start(); } } //生产者 class Productor extends Thread{ SynContainer container;//都需要用到缓冲区 public Productor(SynContainer container){ this.container=container; } //生产 @Override public void run() { for (int i = 0; i < 100; i++) { container.push(new Chicken(i)); System.out.println("生产了"+i+"只鸡"); } } } //消费者 class Consumer extends Thread{ SynContainer container;//都需要用到缓冲区 public Consumer(SynContainer container){ this.container=container; } //消费 @Override public void run() { for (int i = 0; i < 100; i++) { System.out.println("消费了-->"+container.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,就需要等待消费者消费 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了 this.notifyAll(); } //消费者消费产品 //多个资源访问同个线程,就需要线程同步 public synchronized Chicken pop(){ //判断能否消费 if (count==0){ //等待生产者消费,消费者等待 try { this.wait(); } catch (InterruptedException e) { e.printStackTrace(); } } //如果可以消费 count--; Chicken chicken=chickens[count];//把这个吃完的鸡取出来,放到一个数组里面,返回我吃了多少只鸡 //吃完了,通知生产者生产 this.notifyAll(); return chicken ; } }
-
并发协作模型"生产者/消费者模式"—>信号灯法(逻辑是和管程法一样的只是解决的方式不一样).
//测试生成者消费者问题2:信号灯法,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("抖音:记录美好生活"); } } } } //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){ //观众准备观看,但是演员还没上,演员需要等待一下 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();//通知唤醒 this.voice=voice;//声音就更新了 this.flag=!this.flag;//我的标志位就要改变,保证它是最新的 } //观看 public synchronized void watch(){ if (flag){ //如果为真就是要表演了,但是还没表演,观众需要等待一下 try { this.wait(); } catch (InterruptedException e) { e.printStackTrace(); } } System.out.println("观看了:"+voice); //通知演员要表演了 this.notifyAll(); this.flag=!this.flag;//我的标志位就要改变,保证它是最新的 } }