Java线程(三)：线程协作-生产者/消费者模式

 

   上一篇讲述了线程的互斥(同步)，但是在很多情况下，仅仅同步是不够的，还需要线程与线程协作(通信)，生产者/消费者模式是一个经典的线程同步以及通信的模型。

        假设有这样一种情况，有一个盘子，盘子里只能放一个鸡蛋，A线程专门往盘子里放鸡蛋，如果盘子里有鸡蛋，则一直等到盘子里没鸡蛋，B线程专门从盘子里取鸡蛋，如果盘子里没鸡蛋，则一直等到盘子里有鸡蛋。这里盘子是一个互斥区，每次放鸡蛋是互斥的，每次取鸡蛋也是互斥的，A线程放鸡蛋，如果这时B线程要取鸡蛋，由于A没有释放锁，B线程处于等待状态，进入阻塞队列，放鸡蛋之后，要通知B线程取鸡蛋，B线程进入就绪队列，反过来，B线程取鸡蛋，如果A线程要放鸡蛋，由于B线程没有释放锁，A线程处于等待状态，进入阻塞队列，取鸡蛋之后，要通知A线程放鸡蛋，A线程进入就绪队列。我们希望当盘子里有鸡蛋时，A线程阻塞，B线程就绪，盘子里没鸡蛋时，A线程就绪，B线程阻塞，代码如下：

 

import java.util.ArrayList;
import java.util.List;
/** 定义一个盘子类，可以放鸡蛋和取鸡蛋 */
public class Plate {
    /** 装鸡蛋的盘子 */
    List<Object> eggs = new ArrayList<Object>();
    /** 取鸡蛋 */
    public synchronized Object getEgg() {
        while (eggs.size() == 0) {
            try {
                wait();
            } catch (InterruptedException e) {
                e.printStackTrace();
            }
        }
        Object egg = eggs.get(0);
        eggs.clear();// 清空盘子
        notify();// 唤醒阻塞队列的某线程到就绪队列
        System.out.println("拿到鸡蛋");
        return egg;
    }
    /** 放鸡蛋 */
    public synchronized void putEgg(Object egg) {
        while (eggs.size() > 0) {
            try {
                wait();
            } catch (InterruptedException e) {
                e.printStackTrace();
            }
        }
        eggs.add(egg);// 往盘子里放鸡蛋
        notify();// 唤醒阻塞队列的某线程到就绪队列
        System.out.println("放入鸡蛋");
    }
    static class AddThread extends Thread {
        private Plate plate;
        private Object egg = new Object();
        public AddThread(Plate plate) {
            this.plate = plate;
        }
        public void run() {
            plate.putEgg(egg);
        }
    }
    static class GetThread extends Thread {
        private Plate plate;
        public GetThread(Plate plate) {
            this.plate = plate;
        }
        public void run() {
            plate.getEgg();
        }
    }
    public static void main(String args[]) {
        Plate plate = new Plate();
        for(int i = 0; i < 10; i++) {
            new Thread(new AddThread(plate)).start();
            new Thread(new GetThread(plate)).start();
        }
    }
}

        输出结果：

 

 

放入鸡蛋
拿到鸡蛋
放入鸡蛋
拿到鸡蛋
放入鸡蛋
拿到鸡蛋
放入鸡蛋
拿到鸡蛋
放入鸡蛋
拿到鸡蛋
放入鸡蛋
拿到鸡蛋
放入鸡蛋
拿到鸡蛋
放入鸡蛋
拿到鸡蛋
放入鸡蛋
拿到鸡蛋
放入鸡蛋
拿到鸡蛋

        8 l程序开始，A线程判断盘子是否为空，放入一个鸡蛋，并且唤醒在阻塞队列的一个线程，阻塞队列为空；假设CPU又调度了一个A线程，盘子非空，执行等待，这个A线程进入阻塞队列；然后一个B线程执行，盘子非空，取走鸡蛋，并唤醒阻塞队列的A线程，A线程进入就绪队列，此时就绪队列就一个A线程，马上执行，放入鸡蛋；如果再来A线程重复第一步，在来B线程重复第二步，整个过程就是生产者(A线程)生产鸡蛋，消费者(B线程)消费鸡蛋。

 

        前段时间看了张孝祥老师线程的视频，讲述了一个其学员的面试题，也是线程通信的，在此也分享一下。

        题目：子线程循环10次，主线程循环100次，如此循环100次，好像是空中网的笔试题。

 

public class ThreadTest2 {
    public static void main(String[] args) {
        final Business business = new Business();
        new Thread(new Runnable() {
            @Override
            public void run() {
                threadExecute(business, "sub");
            }
        }).start();
        threadExecute(business, "main");
    }
    public static void threadExecute(Business business, String threadType) {
        for(int i = 0; i < 100; i++) {
            try {
                if("main".equals(threadType)) {
                    business.main(i);
                } else {
                    business.sub(i);
                }
            } catch (InterruptedException e) {
                e.printStackTrace();
            }
        }
    }
}
class Business {
    private boolean bool = true;
    public synchronized void main(int loop) throws InterruptedException {
        while(bool) {
            this.wait();
        }
        for(int i = 0; i < 100; i++) {
            System.out.println("main thread seq of " + i + ", loop of " + loop);
        }
        bool = true;
        this.notify();
    }
    public synchronized void sub(int loop) throws InterruptedException {
        while(!bool) {
            this.wait();
        }
        for(int i = 0; i < 10; i++) {
            System.out.println("sub thread seq of " + i + ", loop of " + loop);
        }
        bool = false;
        this.notify();
    }
}

 

        大家注意到没有，在调用wait方法时，都是用while判断条件的，而不是if，在wait方法说明中，也推荐使用while，因为在某些特定的情况下，线程有可能被假唤醒，使用while会循环检测更稳妥。

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