Java多線程-----線程協作

線程協作

生産者消費者模式（非GOF23）

• 應用場景：生産者和消費者問題
  • 假設倉庫中隻能存放一件産品，生産者将生産出來的産品放入倉庫，消費者将倉庫中産品取走消費
  • 如果倉庫中沒有産品，則生産者将産品放入倉庫，否則停止生産并等待，知道倉庫中的産品被消費者取走為止
  • 如果倉庫中放有産品，則消費者可以将産品取走消費，否則停止消費并等待，直到倉庫中再次放入産品為止

JDK提供了幾個方法解決線程之間的通信問題

解決方式1–>管程法

package com.kuang.gaoji;

//測試生産者消費者問題1：管程法-->利用緩沖區解決
public class TestPC {
    public static void main(String[] args) {
        SynContainer container = new SynContainer();
        new Producer(container).start();
        new Consumer(container).start();
    }
}

//生産者
class Producer extends Thread{
    SynContainer container;

    public Producer(SynContainer container) {
        this.container = container;
    }

    //生産
    @Override
    public void run() {
        for (int i = 0; i < 100; i++) {
            container.push(new Chicken(i));
            System.out.println("生産了"+i+"隻雞");
        }
    }
}

//消費者
class Consumer extends Thread{
    SynContainer container;

    public Consumer(SynContainer container) {
        this.container = container;
    }
    
    //消費

    @Override
    public void run() {
        for (int i = 0; i < 100; i++) {
            System.out.println("消費了-->"+container.pop().id+"隻雞");
        }
    }
}

//産品
class Chicken{
    int id;//産品編号

    public Chicken(int id) {
        this.id = id;
    }
}

//緩沖區
class SynContainer{
    //需要一個容器大小
    Chicken[] chickens = new Chicken[10];

    //容器計數器
    int count = 0;
    //生産者放入産品
    public synchronized void push(Chicken chicken){
        //如果容器滿了就需要等待消費者消費
        if(count==chickens.length){
            //通知消費者消費，生産者等待
            try {
                this.wait();
            } catch (InterruptedException e) {
                e.printStackTrace();
            }
        }
        //如果沒滿，我們就需要丢入産品
        chickens[count] = chicken;
        count++;

        //可以通知消費者消費了
        this.notify();
    }
    //消費者消費産品
    public synchronized Chicken pop(){
        //判斷能否消費
        if(count==0){
            //等待生産者生産，消費者等待
            try {
                this.wait();
            } catch (InterruptedException e) {
                e.printStackTrace();
            }
        }
        //如果可以消費
        count--;
        Chicken chicken = chickens[count];

        //通知生産者生産
        this.notifyAll();
        return chicken;
    }

}
           

解決方式2–>信号燈法

package com.kuang.gaoji;

//測試生産者消費者問題1：管程法-->利用緩沖區解決
public class TestPC2 {
    public static void main(String[] args) {
        TV tv = new TV();
        new Player(tv).start();
        new Watcher(tv).start();
    }
}

//生産者-->演員
class Player extends Thread{
    TV tv;

    public Player(TV tv) {
        this.tv = tv;
    }

    @Override
    public void run() {
        for (int i = 0; i < 20; i++) {
            if(i%2==0){
                this.tv.play("快樂大學營播放中");
            }else{
                this.tv.play("抖音：記錄美好生活");
            }
        }
    }
}

//消費者-->觀衆
class Watcher extends Thread{
    TV tv;

    public Watcher(TV tv) {
        this.tv = tv;
    }

    @Override
    public void run() {
        for (int i = 0; i < 20; i++) {
            this.tv.watch();
        }
    }
}


//産品-->節目
class TV{
    //演員表演，觀衆等待
    //觀衆觀看，演員等待
    String voice;//表演的節目
    boolean flag = true;

    //表演
    public synchronized void play(String voice){

        if(!flag){
            try {
                this.wait();
            } catch (InterruptedException e) {
                e.printStackTrace();
            }
        }

        System.out.println("演員表演了："+voice);
        //通知觀衆觀看
        this.notifyAll();//通知觀衆觀看
        this.voice=voice;
        this.flag = !this.flag;
    }

    //觀看
    public synchronized void watch(){
        if (flag){
            try {
                this.wait();
            } catch (InterruptedException e) {
                e.printStackTrace();
            }
        }
        System.out.println("觀看了："+voice);
        //通知演員表演
        this.notifyAll();
        this.flag = ! this.flag;
    }

}
           

線程池

使用線程池

• JDK5.0起提供了線程池相關API：ExecutorSevice 和 Executors
• ExecutorService:真正的線程池接口。常見子類ThreadPoolExecutor
  • void execute(Runnable command)：執行任務/指令，沒有傳回值，一般用來執行Runnable
  • Future submit (Callable task)：執行任務，有傳回值，一般用來執行Callable
  • void shutdown()
• Executors：工具類、線程池的工廠類，使用者建立并傳回不同類型的線程池

package com.kuang.gaoji;

import java.util.concurrent.ExecutorService;
import java.util.concurrent.Executors;

//測試線程池
public class TestPool {
    public static void main(String[] args) {
        //1.建立服務，建立線程池
        //newFixedThreadPool 參數為：線程池大小
        ExecutorService service = Executors.newFixedThreadPool(10);

        //執行runnable接口的實作類
        service.execute(new MyThread());
        service.execute(new MyThread());
        service.execute(new MyThread());
        service.execute(new MyThread());

        //2.關閉連接配接
        service.shutdown();


    }
}

class MyThread implements Runnable{
    @Override
    public void run() {
            System.out.println(Thread.currentThread().getName());
    }
}