本文来自:高爽|Coder,原文地址:http://blog.csdn.net/ghsau/article/details/7433673,转载请注明。
上一篇讲述了线程的互斥(同步),但是在很多情况下,仅仅同步是不够的,还需要线程与线程协作(通信),生产者/消费者问题是一个经典的线程同步以及通信的案例。该问题描述了两个共享固定大小缓冲区的线程,即所谓的“生产者”和“消费者”在实际运行时会发生的问题。生产者的主要作用是生成一定量的数据放到缓冲区中,然后重复此过程。与此同时,消费者也在缓冲区消耗这些数据。该问题的关键就是要保证生产者不会在缓冲区满时加入数据,消费者也不会在缓冲区中空时消耗数据。要解决该问题,就必须让生产者在缓冲区满时休眠(要么干脆就放弃数据),等到下次消费者消耗缓冲区中的数据的时候,生产者才能被唤醒,开始往缓冲区添加数据。同样,也可以让消费者在缓冲区空时进入休眠,等到生产者往缓冲区添加数据之后,再唤醒消费者,通常采用线程间通信的方法解决该问题。如果解决方法不够完善,则容易出现死锁的情况。出现死锁时,两个线程都会陷入休眠,等待对方唤醒自己。该问题也能被推广到多个生产者和消费者的情形。本文讲述了JDK5之前传统线程的通信方式,更高级的通信方式可参见Java线程(九):Condition-线程通信更高效的方式和Java线程(篇外篇):阻塞队列BlockingQueue。
假设有这样一种情况,有一个盘子,盘子里只能放一个鸡蛋,A线程专门往盘子里放鸡蛋,如果盘子里有鸡蛋,则一直等到盘子里没鸡蛋,B线程专门从盘子里取鸡蛋,如果盘子里没鸡蛋,则一直等到盘子里有鸡蛋。这里盘子是一个互斥区,每次放鸡蛋是互斥的,每次取鸡蛋也是互斥的,A线程放鸡蛋,如果这时B线程要取鸡蛋,由于A没有释放锁,B线程处于等待状态,进入阻塞队列,放鸡蛋之后,要通知B线程取鸡蛋,B线程进入就绪队列,反过来,B线程取鸡蛋,如果A线程要放鸡蛋,由于B线程没有释放锁,A线程处于等待状态,进入阻塞队列,取鸡蛋之后,要通知A线程放鸡蛋,A线程进入就绪队列。我们希望当盘子里有鸡蛋时,A线程阻塞,B线程就绪,盘子里没鸡蛋时,A线程就绪,B线程阻塞,代码如下:
1 import java.util.ArrayList; 2 import java.util.List; 3 /** 定义一个盘子类,可以放鸡蛋和取鸡蛋 */ 4 public class Plate { 5 /** 装鸡蛋的盘子 */ 6 List<Object> eggs = new ArrayList<Object>(); 7 /** 取鸡蛋 */ 8 public synchronized Object getEgg() { 9 while (eggs.size() == 0) { 10 try { 11 wait(); 12 } catch (InterruptedException e) { 13 e.printStackTrace(); 14 } 15 } 16 Object egg = eggs.get(0); 17 eggs.clear();// 清空盘子 18 notify();// 唤醒阻塞队列的某线程到就绪队列 19 System.out.println("拿到鸡蛋"); 20 return egg; 21 } 22 /** 放鸡蛋 */ 23 public synchronized void putEgg(Object egg) { 24 while (eggs.size() > 0) { 25 try { 26 wait(); 27 } catch (InterruptedException e) { 28 e.printStackTrace(); 29 } 30 } 31 eggs.add(egg);// 往盘子里放鸡蛋 32 notify();// 唤醒阻塞队列的某线程到就绪队列 33 System.out.println("放入鸡蛋"); 34 } 35 static class AddThread implements Runnable { 36 private Plate plate; 37 private Object egg = new Object(); 38 public AddThread(Plate plate) { 39 this.plate = plate; 40 } 41 public void run() { 42 plate.putEgg(egg); 43 } 44 } 45 static class GetThread implements Runnable { 46 private Plate plate; 47 public GetThread(Plate plate) { 48 this.plate = plate; 49 } 50 public void run() { 51 plate.getEgg(); 52 } 53 } 54 public static void main(String args[]) { 55 Plate plate = new Plate(); 56 for(int i = 0; i < 10; i++) { 57 new Thread(new AddThread(plate)).start(); 58 new Thread(new GetThread(plate)).start(); 59 } 60 } 61 }
输出结果:
程序开始,A线程判断盘子是否为空,放入一个鸡蛋,并且唤醒在阻塞队列的一个线程,阻塞队列为空;假设CPU又调度了一个A线程,盘子非空,执行等待,这个A线程进入阻塞队列;然后一个B线程执行,盘子非空,取走鸡蛋,并唤醒阻塞队列的A线程,A线程进入就绪队列,此时就绪队列就一个A线程,马上执行,放入鸡蛋;如果再来A线程重复第一步,在来B线程重复第二步,整个过程就是生产者(A线程)生产鸡蛋,消费者(B线程)消费鸡蛋。
前段时间看了张孝祥老师线程的视频,讲述了一个其学员的面试题,也是线程通信的,在此也分享一下。
题目:子线程循环10次,主线程循环100次,如此循环100次,好像是空中网的笔试题。
大家注意到没有,在调用wait方法时,都是用while判断条件的,而不是if,在wait方法说明中,也推荐使用while,因为在某些特定的情况下,线程有可能被假唤醒,使用while会循环检测更稳妥。wait和notify方法必须工作于synchronized内部,且这两个方法只能由锁对象来调用。
原文:http://www.cnblogs.com/lintong/p/4371398.html