线程-等待唤醒机制&&生产者消费者问题

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什么是等待唤醒机制

这是多个线程间的一种协作机制。在一个线程进行了规定操作后,净进入等待状态(wait()),等待其他线程执行完他们的指定代码过后,再将其唤醒(notify());在有多个线程进行等待时,如果需要,可以使用notifyAll()来唤醒所有的等待进程。

wait/notify就是线程间的一种协作方式。

等待唤醒中的方法

等待唤醒机制就是用于解决线程间通信的问题,使用到的3个方法的含义如下:

1.wait():线程不再活动,不再参与调度,进入wait set中,因此不会浪费CPU资源,也不会去竞争锁了,这时的线程状态即是waiting,他还要等着别的线程执行一个特别的动作,也即是“通知(notify)”在这个对象上等待的线程从 wait set中的一个线程释放出来,重新进入到调度队列(ready queue)中。

2.notify:则选取所通知对象的wait set中的一个线程释放;例如,餐馆有空位置后,等候就餐最久的顾客最先入座

3.notifyAll:则释放所通知对象的wait set上的全部线程

注意:         哪怕只通知了一个等待的线程,被通知线程也不能立即恢复执行,因为它当初中断的地方是在同步块内,而 此刻它已经不持有锁,所以她需要再次尝试去获取锁(很可能面临其它线程的竞争),成功后才能在当初调 用 wait 方法之后的地方恢复执行。

总结如下:
如果能获取锁,线程就从 WAITING 状态变成 RUNNABLE 状态;否则,从 wait set 出来,又进入 entry set,线程就从 WAITING 状态又变成 BLOCKED 状态

调用wait和notify方法需要注意的细节

1.wait方法与notify方法必须要由同一个锁对象调用。因为:对应的锁对象可以通过notify唤醒使用同一个锁对象调用的wait方法后的线程。

2.wait方法与notify方法是属于object类的方法的。因为:锁对象可以是任意对象,而任意对象的所属类是继承了object类的。

3.wait方法与notify方法必须要在同步代码块或者是同步函数中使用。因为:必须通过锁对象调用者两个方法。

生产者与消费者问题

等待唤醒机制其实就是经典的“生产者与消费者”的问题。

就拿生产包子消费包子来说等待唤醒机制如何有效利用资源:
包子铺线程生产包子,吃货线程消费包子。当包子没有时(包子状态为false),吃货线程等待,包子铺线程生产包子 (即包子状态为true),并通知吃货线程(解除吃货的等待状态),因为已经有包子了,那么包子铺线程进入等待状态。 接下来,吃货线程能否进一步执行则取决于锁的获取情况。如果吃货获取到锁,那么就执行吃包子动作,包子吃完(包 子状态为false),并通知包子铺线程(解除包子铺的等待状态),吃货线程进入等待。包子铺线程能否进一步执行则取 决于锁的获取情况。

包子资源类:

public class BaoZi {
        String  pier ;
        String  xianer;
        boolean flag = false;  //包子资源  是否存在  包子资源状态
}

吃货线程类:

public class Chihuo extends Thread {

    private Baozi bz;

    public Chihuo(String name,Baozi bz){
        super(name);
        this.bz = bz;
    }
    @Override
    public void run() {
        while (true){
            synchronized (bz){
                if (bz.flag == false) { //没包子
                    try {
                        bz.wait();
                    }catch (InterruptedException e){
                        e.printStackTrace();
                    }
                }
                System.out.println("吃货正在吃"+bz.pier+bz.xianer+"包子");
                bz.flag = false;
                bz.notify();
            }
        }
    }
}

包子铺线程类:

public class BaoZiPu extends Thread {
    private Baozi bz;
    public BaoZiPu(String name,Baozi bz){
        super(name);
        this.bz = bz;
    }

    @Override
    public void run(){
        int count = 0;
        //造包子
        while (true){
            //同步
            synchronized (bz){
                if (bz.flag == true){
                    try {
                        bz.wait();
                    }catch (InterruptedException e){
                        e.printStackTrace();
                    }
                }

                //没有包子   造包子
                System.out.println("包子铺开始做包子");
                if (count%2 == 0){
                    bz.pier = "冰皮";
                    bz.xianer = "五仁";
                }else{
                    bz.pier = "薄皮";
                    bz.xianer = "牛肉大葱";
                }
                count++;

                bz.flag = true;
                System.out.println("包子造好了:"+bz.pier+bz.xianer);
                System.out.println("吃货来吧");
                //唤醒线程等待
                bz.notify();
            }
        }
    }
}

测试类:

public class Demo{
    public static void main(String[] args){
        Baozi bz = new Baozi();

        Chihuo ch = new Chihuo("吃货",bz);
        BaoZiPu baoZiPu = new BaoZiPu("包子铺",bz);

        ch.start();
        baoZiPu.start();

}}