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线程协作、线程通信、线程生产者消费者问题

线程协作、线程通信、线程生产者消费者问题

线程通信

应用场景:线程生产者消费者问题

  • 比如生产东西放在仓库里,仓库容量一定,生产者将生产出来的东西放在仓库里,消费者去仓库里取走东西完成消费
  • 如果仓库没满,则生产者继续生产东西,满了则停止生产并等待,直到仓库中的产品被消费者取走,使得容量有空闲再继续生产
  • 如果仓库中有东西,则消费者将东西拿走并消费,直至仓库空了再停止消费并等待,知道仓库中再次放入东西为止

线程生产者消费者问题

线程生产者消费者问题是线程同步问题,生产者和消费者共同使用一个资源,上例的仓库,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,而生成了产品之后,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
  • 在线程生产者消费者问题中,仅使用synchronized是不够的
    • synchronized可阻止并发更新同一个资源,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提供了线程通信解决的方法

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(sleep抱着锁睡觉),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,优先级高的线程优先调度

上面的方法都是object类的方法(之所以要在object类定义,应该是为了方便所有对象都可以使用这些方法),只能在同步方法或同步代码块中使用,否则会抛出异常java.lang.IllegalMonitorStateException

线程生产者消费者问题如何解决?

解决方式1:管程法

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

解决方式2:信号灯法

并发协作模型"生产者/消费者模式" ===> 信号灯法

通过建立标志位,根据标志位来判断是否通知,类似红灯停、绿灯行,什么时候只监听,什么时候允许通过来解决线程通过的方式。

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