java多線程（三）生産消費模型（wait和notify）

生産消費模型

• 一、Object自帶的方法
• • 1.wait
  • 2.notify和notifyAll
• 二、生産消費模式
• • 1.前言
  • 2.uml圖
  • 3.代碼
  • 4.結果
  • 5. 總結

一、Object自帶的方法

1.wait

1.1 wait（）方法，在其他線程調用notify和notifyAll方法之前，目前線程等待。

什麼意思了，就是在當某一個線程在執行一個任務時，這個任務是一個方法，方法中有一個wait方法，當線程執行到這句時，就會停止執行，目前線程處于阻塞狀态，但是會釋放對象鎖，意思就是會把鑰匙交出去，這時候其他線程試圖拿到了此對象鎖，進行執行該任務，隻有當執行到了任務裡面的notify和notifyAll方法時，那個處于阻塞狀态的線程才會被喚醒。

1.2 wait（long timeout）這個方法呢，和上一個方法類似，但是不同的一點是，就算沒有其他線程來調用notify方法，當超過了它傳入的時候後，線程也會被喚醒。

2.notify和notifyAll

2.1 notify方法剛才應用上上面講的wait（）方法，調用notify方法後，便會喚醒在執行該任務的等待的單個線程。

2.2 notifyAll方法，與上面不同的便是，notify隻會喚醒等待的單個線程，但如果有多個線程都是該任務的等待線程，這時便可以使用notifyAll喚醒是以的等待線程。

二、生産消費模式

1.前言

1.1 為了更好的了解wait和notify方法，我們引入了生産消費模式來加強我們的了解，這兩個方法也通常用于這種模式中，實作的場景。比如一個公司有内網。現在我們的伺服器是在外網中。在外網的伺服器如果有一個使用者登入了，需要通知到内網進行知曉。這時我們便可以建一個中間伺服器來通過生産消費模式來進行監聽，當然java中的EJB，JMS這些消息傳遞也難實作，但這裡主要是講生産消費模式。外網中有一個使用者登入，代表生産了一個資訊，中間伺服器進行接受，然後把這條消息傳遞到内網，實作消費過程。這個列子可能比較抽象，其實生産消費模式，也就是你負責炸爆米花，我負責吃

2.uml圖

2.1 這裡我還是把任務和線程分開來寫，就在Thread裡面寫任務内容更友善，我分開的目的還是要明确一點，線程是線程，任務是任務，線程隻是執行任務的工具。

3.代碼

3.1 Productor為生産類。用來生産産品，queue為我們傳入的倉庫對象，倉庫是有限的，當倉庫的東西滿了之後，便停止生産。調用了wait方法，電源就好比是線程，生産機械就是這個類，用來生産東西，當不需要生産時，拔掉電源就好了。

package com.test;

import java.util.Queue;
import java.util.Random;

public class Productor{

	private Queue<String> queue;
	
	private int maxthing;
	public  Productor(Queue<String> queue,int maxthing){
		this.queue=queue;
		this.maxthing=maxthing;
	}
	
	public  void pro(){
		while (true) {
			synchronized(queue){
				while (queue.size()== maxthing) {
					System.out.println("倉庫已滿"+
							Thread.currentThread().getName()+"進入wait狀态");
					try {
						queue.wait();
					} catch (InterruptedException e) {
						e.printStackTrace();
					}
				}
				//倉庫沒滿，可繼續生産
				System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"生産一個，倉庫總量:"+queue.size());
				queue.offer("爆米花");
				queue.notifyAll();
				try {
	                Thread.sleep(new Random().nextInt(1000));
	            } catch (InterruptedException e) {
	                e.printStackTrace();
	            }
			}
		}
	}

}

           

3.2 Customer為我們的消費類，當倉庫沒有物品時候，我們就無法消費，便隻有等待倉庫有物品時來喚醒我們目前的等待線程來消費。

package com.test;

import java.util.Queue;
import java.util.Random;

public class Customer {
	
	private Queue<String> queue;
	
	public  Customer(Queue<String> queue,int maxthing){
		this.queue=queue;
	}
	
	public  void cus(){
		while(true){
			synchronized(queue){
				while (queue.size()== 0) {
					System.out.println("倉庫已空"+
							Thread.currentThread().getName()+"進入wait狀态");
					try {
						queue.wait();
					} catch (InterruptedException e) {
						e.printStackTrace();
					}
				}
				//倉庫沒空，可消費
				System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"消費一個，倉庫總量:"+queue.size());
				queue.poll();
				queue.notifyAll();
				try {
	                Thread.sleep(new Random().nextInt(1000));
	            } catch (InterruptedException e) {
	                e.printStackTrace();
	            }
			}
		}
	}
}

           

3.3 ThreadProduct生産線程，用來執行我們的生産任務。

package com.test;

public class ThreadProduct extends Thread{

	private Productor productor;
	
	public ThreadProduct(String name,Productor productor) {
		super(name);
		this.productor=productor;
	}
	
	@Override
	public void run() {
		productor.pro();
	}
}

           

3.4 ThreadCustom消費線程，用來執行我們的消費任務。

package com.test;

public class ThreadCustom extends Thread{
	
	private Customer customer;
	
	public ThreadCustom(String name,Customer customer) {
		super(name);
		this.customer=customer;
	}
	
	@Override
	public void run() {
		customer.cus();
	}
}

           

3.5 Test4測試類

package com.test;

import java.util.LinkedList;
import java.util.Queue;

public class Test4 {
	
	private static int MAXTHING=10;
	
	private static Queue<String> queue=new LinkedList<String>();
	
	public static void main(String[] args) {
		Productor productor=new Productor(queue, MAXTHING);
		Customer customer=new Customer(queue, MAXTHING);
		Thread pr1=new ThreadProduct("pr1",productor);
		Thread pr2=new ThreadProduct("pr2",productor);
		Thread cu1=new ThreadCustom("cu1",customer);
		Thread cu2=new ThreadCustom("cu2",customer);
		pr1.start();
		pr2.start();
		cu1.start();
		cu2.start();
	}
}

           

4.結果

4.1 運作結果：

pr1生産一個，倉庫總量:0

pr1生産一個，倉庫總量:1

pr1生産一個，倉庫總量:2

pr1生産一個，倉庫總量:3

pr1生産一個，倉庫總量:4

pr1生産一個，倉庫總量:5

pr1生産一個，倉庫總量:6

pr1生産一個，倉庫總量:7

pr1生産一個，倉庫總量:8

pr1生産一個，倉庫總量:9

倉庫已滿pr1進入wait狀态

cu2消費一個，倉庫總量:10

cu2消費一個，倉庫總量:9

cu2消費一個，倉庫總量:8

cu2消費一個，倉庫總量:7

cu2消費一個，倉庫總量:6

cu2消費一個，倉庫總量:5

cu2消費一個，倉庫總量:4

cu2消費一個，倉庫總量:3

4.2 結果分析，不出意外的話，我們的程式會一直運作下去，不停的生産，不停的消費。

5. 總結

5.1 wait和notify都是屬于object的方法，是以我們任何類都可以去調用這兩個方法。

5.2 額外說一下，sleep方法也可以是線程休眠，但是sleep方法是線程獨有了，就好比一種是主動，一種是被動，就好比，你在公司上班，老闆是線程，你是任務，老闆叫你去哪，你就去哪，調用wait方法，是你自己辭職，不想讓老闆指揮你了，而調用sleep方法，是老闆炒你鱿魚，他不想指揮你了，雖然最種你都不會被别人指揮，結果相同，但過程不一樣。sleep不會釋放鎖，wait會釋放鎖。你主動辭職了，證明你有能力，想去更好的地方發展，其他老闆也都很願意要你，你可以去其他公司。但是老闆炒你鱿魚，代表你真的不行，其他公司也不願收留你。列子雖然舉得不恰當，但大概是這意思。其實并不複雜，你多看兩遍，多了解下，就很容易區分。當然線程還有其他很多方法，這裡就不細講了，主要在于進步，而不要想什麼一天就搞懂。以前我有個室友，期末的時候看了兩個小時高數書，他說他會了，結果挂了，人家一學期都學不懂的，你又怎麼可能短時間學會，後來我們就經常比喻，你以為你是兩個小時學完高數哦。扯多了，大概就是這意思。其實我也是個初入網際網路的菜鳥，邊學習，邊寫筆記。不要怕自己講錯了，不講你永遠不知道自己對不對，講出來了，你好歹知道自己哪裡不對，該怎麼改。希望各位大神指出錯誤之處或不足之處，一定改之。