线程协作

线程通信

• 应用场景：生产者和消费者问题

• 假设仓库中只能存放一件产品，生产者将生产出来的产品放入仓库，消费者将仓库中产品取走消费

• 如果仓库中没有产品，则生产者将产品放入仓库，否则停止生产并等待，直到仓库中的产品被消费者取走为止

• 如果仓库中放有产品，则消费者可以将产品取走消费，否则停止消费并等待，直到仓库中再次放入产品为止 

线程通信-分析

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

• 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，需要生产新的产品以供消费

• 在生产者消费者问题中，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)

• Java提供了几个方法解决线程之间的通信问题

注意：均是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IllegalMonitorStateException

解决方式1 并发协作模型"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

package com.hua.demo3;

//测试：利用生产者/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;

    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));
        }
    }
}

//消费者
class Consumer extends  Thread{
    SynContainer container;
    public Consumer(SynContainer container){
        this.container  = container;
    }
    //消费
    @Override
    public void run() {
        for (int i = 0; i < 100; i++) {
            container.pop();
        }
    }
}

//产品
class Chicken{
    int id;

    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];
    //容量计数器
    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++;
        System.out.println("生产了第"+chicken.id+"只鸡");
        //可以通知消费者来消费了
        this.notifyAll();
    }
    //消费者消费产品
    public synchronized Chicken pop(){
        //判断是否消费
        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];
        System.out.println("消费了第---->"+chicken.id+"鸡");
        //吃完了，通知生产者生产
        this.notifyAll();
        return chicken;
    }
}

解决方式2

并发协作模型"生产者/消费者模式"--->信号灯法

package com.hua.demo3;

//测试生产者消费者问题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("荒野求生");
            }else {
                this.tv.play("广告");
            }
        }
    }
}
//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++) {
            this.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;
    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();//通知唤醒
        this.voice = voice;
        this.flag = !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);
        //通知演员表演
        this.notifyAll();
        this.flag = !flag;
    }
}