2022.8.20 线程通信问题与线程池
作者：互联网
7、线程通信问题
生产者消费者模式的问题
应用场景︰生产者和消费者问题
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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﹒
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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．
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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.
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
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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
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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.
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在生产者消费者问题中,仅有synchronized是不够的
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synchronized可阻止并发更新同一个共享资源，实现了同步
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synchronized不能用来实现不同线程之间的消息传递(通信)
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Java提供了几个方法解决线程之间的通信问题
| 方法名 | 作用 |
|---|---|
| wait() | 表示线程一直等待,直到其他线程通知，与sleep不同﹐会释放锁 |
| wait(long timeout) | 指定等待的毫秒数 |
| notify() | 唤醒一个处于等待状态的线程 |
| notifyAll() | 唤醒同一个对象上所有调用wait()方法的线程，优先级别高的线程优先调度 |
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lllegalMonitorStateException
线程通信问题解决方式
管程法
并发协作模型“生产者/消费者模式”--->管程法（中间有个缓冲区）
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生产者︰负责生产数据的模块(可能是方法﹐对象﹐线程﹐进程);
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消费者∶负责处理数据的模块(可能是方法﹐对象﹐线程﹐进程);
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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.xing.demo03;
/**
* 测试:生产者消费者模型-->利用缓冲区解决:管程法
*/
public class TestPC {
public static void main(String[] args) {
//缓冲区
SynContainer synContainer = new SynContainer();
new Producer(synContainer).start();
new Consumer(synContainer).start();
}
}
//生产者
class Producer extends Thread {
//缓冲区
SynContainer container;
public Producer(SynContainer container) {
this.container = container;
}
//生产
@Override
public void run() {
for (int i = 0; i < 100; i++) {
//放入缓冲区
container.push(new Product(i));
System.out.println("生产了" + i + "件产品");
}
}
}
//消费者
class Consumer extends Thread {
//缓冲区
SynContainer container;
public Consumer(SynContainer container) {
this.container = container;
}
//消费
@Override
public void run() {
for (int i = 0; i < 100; i++) {
//从缓冲区取出产品
Product product = container.pop();
System.out.println("消费了-->" + product.id + "件产品");
}
}
}
//产品
class Product {
int id;//产品编号
public Product(int id) {
this.id = id;
}
}
//缓冲区
class SynContainer {
//需要一个容器大小
Product[] products = new Product[10];
//容器计数器
int count = 0;
//生产者放入产品
public synchronized void push(Product product) {
//如果容器满了,需要等待消费者消费
/*如果是if的话，假如消费者1消费了最后一个，这是index变成0此时释放锁被消费者2拿到而不是生产者拿到，这时消费者的wait是在if里所以它就直接去消费index-1下标越界，如果是while就会再去判断一下index得值是不是变成0了*/
while (count == products.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,需要丢入产品
products[count] = product;
count++;
//通知消费者消费
this.notifyAll();
}
//消费者消费产品
public synchronized Product pop() {
//判断是否能消费
while (count <= 0) {
//等待生产者生产
try {
this.wait();
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
}
//如果可以消费
count--;
//取出产品
Product product = products[count];
//吃完了 通知生产者生产
this.notifyAll();
//返回消费的产品
return product;
}
}
信号灯法
并发协作模型“生产者/消费者模式”--->信号灯法（设置一个标志位：true就等待，false就通知生产或消费）
package com.xing.demo03;
/**
* @author: sjmp1573
* @date: 2020/11/18 21:34
* @description:
*/
public class TestPC2 {
public static void main(String[] args) {
TV tv = new TV();
new Player(tv).start();
new Wathcher(tv).start();
}
}
//生产者--演员
class Player extends Thread{
TV tv;
public Player(TV tv){
this.tv = tv;
}
@Override
//表演
public void run() {
for (int i = 0; i < 20; i++) {
if(i%2==0){
this.tv.play("快乐大本营");
}else{
this.tv.play("天天向上");
}
}
}
}
//观众
class Wathcher extends Thread{
TV tv;
public Wathcher(TV tv){
this.tv = tv;
}
@Override
//看节目
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; // 表演节目
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 = !this.flag;
}
// 观看
public synchronized void watch(){
if (flag){
try {
this.wait();
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
}
System.out.println("观看了: "+voice);
// 通知演员表演
this.notifyAll();
this.flag = !this.flag;
}
}
8、线程池
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背景:经常创建和销毁、使用量特别大的资源，比如并发情况下的线程，对性能景响很大。
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思路:提前创建好多个线程，放入线程池中，使用时直接获取，使用完放回池中。可以避免频繁创建销毁、实现重复利用。类似生活中的公共交通工具。
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好处:
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提高响应速度（减少了创建新线程的时间)
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降低资源消耗（重复利用线程池中线程，不需要每次都创建)
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便于线程管理(..….)
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corePoolSize:核心池的大小
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maximumPoolSize:最大线程数
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keepAliveTime:线程没有任务时最多保持多长时间后会终止
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使用线程池
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JDK 5.0起提供了线程池相关API: ExecutorService和Executors
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ExecutorService:真正的线程池接口。常见子类ThreadPoolExecutor
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void execute(Runnable command)∶执行任务/命令，没有返回值，一般用来执行Runnable
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<T> Future<T> submit(Callable<T> task):执行任务，有返回值，一般又来执行Callable
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void shutdown():关闭连接池
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Executors:工具类、线程池的工厂类，用于创建并返回不同类型的线程池
package com.xing.demo03;
import java.util.concurrent.ExecutorService;
import java.util.concurrent.Executors;
/**
* @author: sjmp1573
* @date: 2020/11/18 21:53
* @description:
*/
public class TestPool {
public static void main(String[] args) {
//1.创建服务,创建线程池 参数为线程池大小
ExecutorService service = Executors.newFixedThreadPool(10);
//将线程放入池子执行
service.execute(new MyThread());
service.execute(new MyThread());
service.execute(new MyThread());
service.execute(new MyThread());
//2.关闭连接
service.shutdown();
}
}
class MyThread implements Runnable{
@Override
public void run() {
System.out.println(Thread.currentThread().getName());
}
}
标签：20,消费者,tv,void,生产者,线程,2022.8,public 来源： https://www.cnblogs.com/shanzha/p/16609148.html