线程通信

Posted 2020-12-20 happysml

线程通信

为什么要进行线程通信

把一个大的任务放到主线程的话，由于顺序执行，会严重影响程序执行的效率。为了提高效率和并发度，可以将任务解耦为多个线程执行，比如一个线程接收数据，一个线程处理数据，这个时候，线程间就会出现交互，也就是线程通信。

生产者消费者模型

线程通信的关键应用场景就是生产者消费者问题

• 生产者是负责生产数据的模块，生产产品后，要通知消费者消费
• 消费者是负责处理数据的模块，消费产品后，需要通知生产者生产
• Java提供了几个用于线程通信的方法

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 time out)	指定等待的毫秒数
notify()	唤醒一个处于等待状态的线程
notifiyAll()	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

生产者消费者的两种方法实现

管程法：

消费者不能直接使用生产者的数据，需要创建一个缓冲区生产者将生产好的数据放入到缓冲区中，消费者从缓冲区拿出数据。

package MultiProcess;


import javax.swing.text.AsyncBoxView;

//管程法：利用缓冲区解决
public class TestProduceConsumer {
    public static void main(String[] args) {
        SyContaner container = new SyContaner();
        new Producetor(container).start();
        new Consumer(container).start();
    }
}

//生产者
class Producetor extends Thread{
    SyContaner container;
    public Producetor(SyContaner container){
        this.container = container;
    }
    //生产


    @Override
    public void run() {
        for (int i = 0; i < 10; i++) {
            container.push(new Chicken(i));
            System.out.println("生产第" + i + "只鸡");
        }
    }
}

//消费者
class Consumer extends Thread{
    SyContaner container;
    public Consumer(SyContaner container){
        this.container = container;
    }

    @Override
    public void run() {
        for (int i = 0; i < 10; i++) {
            System.out.println("消费第" + container.pop().id + "只鸡");
        }
    }
}

//产品
class Chicken{
    int id;
    public Chicken(int id){
        this.id = id;
    }
}
class SyContaner{
    Chicken[] chickens = new Chicken[10];
    int count = 0;
    //生产者生产产品
    public synchronized void push(Chicken chicken){
        //满了，通知消费者消费产品
        if(count == chickens.length){
            try {
                this.wait();
            } catch (InterruptedException e) {
                e.printStackTrace();
            }
        }
        //没有满，生产者生产产品
        chickens[count] = chicken;
        count++;

        this.notifyAll();
    }
    //消费者消费产品
    public synchronized Chicken pop(){
        //没有产品了，通知生产者去生产
        if(count == 0){
            try {
                this.wait();
            } catch (InterruptedException e) {
                e.printStackTrace();
            }
        }

        //有产品，消费
        count--;
        Chicken chicken = chickens[count];
        this.notifyAll();

        return chicken;
    }
}

信号灯法：

消费者可以直接使用生产者生产好的数据，不需要设置缓冲区，

只需要设置一个标志位，用来控制生产者和消费者的状态。

package MultiProcess;

public class TestProducerConsumer2 {
    public static void main(String[] args) {
        TV tv = new TV();
        new Player(tv).start();
        new Watcher(tv).start();
    }
}

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("快乐大本营");
            }else{
                this.tv.play("抖音：记录美好生活");
            }
        }
    }
}

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

//产品-->节目
class TV{
    String voice;
    boolean flag = true;  //true代表需要生产者生产

    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);

        this.voice = voice;
        this.flag = !this.flag; //不能继续表演了，要等别人看完，通知消费者线程
        this.notifyAll();
    }

    public synchronized void watch(){
        if(flag){
            try {
                this.wait();
            } catch (InterruptedException e) {
                e.printStackTrace();
            }
        }

        System.out.println("观看了：" + voice);

        this.flag = !this.flag;
        this.notifyAll();
    }
}