生产和消费同时执行,需要多线程。但是执行的任务不相同,处理的资源相同:线程的通信。
1、描述资源
2、描述生产者,因为具备着自己的任务。
3、描述消费者,因为具备着自己的任务。
问题1、运行第一次结果:数据错误,已经被生产很早期的商品,才被消费到。
出现线程安全问题,加入同步解决。使用的是同步函数。
问题已解决:不会再消费到之前很早期的商品。
问题2、发现了连续生产却没有消费,同时对同一个商品进行多次消费。
生产者生产了商品后应该告诉消费者来消费,这时的生产者应该处于等待状态。
消费者消费了商品后应该告诉生产者来生产,这时的消费者应该处于等待状态。
等待:wait();
告诉:notify();
package producer_consumer;
import java.util.function.Consumer;
//1、描述资源。属性:名称,编号。行为:对商品名称赋值,获取商品。
class Resource{
private String name;
private int count = 1;
//定义标记
private boolean flag = false;
//提供设置的方法
public synchronized void setName(String name){
if(flag){
try {
this.wait();
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
}
this.name = name+count;
count++;
System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"生产者"+this.name);
//将标记改为true
flag = true;
//唤醒消费者
this.notify();
}
//在生产完之前不能去消费
public synchronized void out(){
if(!flag){
try {
this.wait();
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
}
System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"消费者"+this.name);
flag = false;
//唤醒生产者
this.notify();
}
}
//2、描述生产者
class Producer implements Runnable{
private Resource r;
//生产者一初始化就要有资源,需要将资源传递到构造函数中
Producer(Resource r){
this.r = r;
}
public void run(){
while (true){
r.setName("面包");
}
}
}
//3、描述消费者
class consumer implements Runnable{
private Resource r;
//生产者一初始化就要有资源,需要将资源传递到构造函数中
consumer(Resource r){
this.r = r;
}
public void run(){
while (true){
r.out();
}
}
}
public class pctest {
public static void main(String[] args) {
//创建资源对象
Resource r = new Resource();
//创建线程任务
Producer pro = new Producer(r);
consumer con = new consumer(r);
Thread t1 = new Thread(pro);
Thread t2 = new Thread(con);
t1.start();
t2.start();
}
}
wait();
当前线程必须拥有次对象监视器(锁),到底改变的时哪个锁里面的线程?所以需要加锁,否则会抛出无效的监视器状态异常。会让线程处于等待状态,就是将线程临时存储到线程池中。
notify();
会唤醒线程池中任意一个等待的线程。
notifyAll();
会唤醒线程池中所有等待的线程。
记住:这些方法必须使用在同步中,因为必须要表示wait,notify等方法所属的锁。同一个锁上的notify,只能唤醒该锁上的被wait的线程。
为什么这些方法定义在object类中?
因为这些方法必须表示所需的锁,而锁可以时任意对象,任意对象可以调用的方法必然是object类中的方法。
问题1:生产商品没有被消费,同一个商品被消费多次。
被唤醒的线程没有判断标记,造成了问题1的产生。
解决:只要让被唤醒的线程必须判断标记就可以了。将if判断标记的方式改为while。只要是多生产多消费,必须是while判断条件。
package producer_consumer;
import java.util.function.Consumer;
//1、描述资源。属性:名称,编号。行为:对商品名称赋值,获取商品。
class Resource{
private String name;
private int count = 1;
//定义标记
private boolean flag = false;
//提供设置的方法
public synchronized void setName(String name){
while(flag){
try {
wait();
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
}
this.name = name+count;
count++;
System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"生产者"+this.name);
//将标记改为true
flag = true;
//唤醒消费者
notify();
}
//在生产完之前不能去消费
public synchronized void out(){
while(!flag){
try {
wait();
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
}
System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"消费者"+this.name);
flag = false;
//唤醒生产者
notify();
}
}
//2、描述生产者
class Producer implements Runnable{
private Resource r;
//生产者一初始化就要有资源,需要将资源传递到构造函数中
Producer(Resource r){
this.r = r;
}
public void run(){
while (true){
r.setName("面包");
}
}
}
//3、描述消费者
class consumer implements Runnable{
private Resource r;
//生产者一初始化就要有资源,需要将资源传递到构造函数中
consumer(Resource r){
this.r = r;
}
public void run(){
while (true){
r.out();
}
}
}
public class pctest {
public static void main(String[] args) {
//创建资源对象
Resource r = new Resource();
//创建线程任务
Producer pro = new Producer(r);
consumer con = new consumer(r);
Thread t1 = new Thread(pro);
Thread t2 = new Thread(con);
Thread t3 = new Thread(pro);
Thread t4 = new Thread(con);
t1.start();
t2.start();
t3.start();
t4.start();
}
}
问题2:while判断后,四个线程全部等待,死锁。
原因:生产方唤醒了线程池中生产方的线程。没用。
解决方法:希望本方要唤醒对方。notify()唤醒任意一个,不可控,咋办?所以只能唤醒所有。使用notifyall。
jdk1.5之后提供了多生产多消费的解决方案。
在java.util.concurrent.locks 软件包中提供了响应的解决方案。
lock():获取锁
unlock():释放锁
synchronized为隐式的锁操作。lock中提供了更多的显式的锁操作。可以替代同步。synchronized。
老锁替换新锁后,那么锁上的监视器方法wait、notify、notifyall也应该替换成新锁的监视器方法。
jdk新版中已经将原有的监视器方法封装到了一个Condition对象中。要获取监视器方法,首先需要获取Condition对象。
Condition对象的出现其实就是替代了Object中监视器的方法。
await();
signal();
signalAll();
package producer_consumer;
import java.util.concurrent.locks.Condition;
import java.util.concurrent.locks.Lock;
import java.util.concurrent.locks.ReentrantLock;
import java.util.function.Consumer;
//1、描述资源。属性:名称,编号。行为:对商品名称赋值,获取商品。
class Resource{
private String name;
private int count = 1;
//定义标记
private boolean flag = false;
//定义一个锁对象
private Lock lock = new ReentrantLock();
//获取锁上的Condition对象
private Condition con = lock.newCondition();
//提供设置的方法
public void setName(String name){
//获取锁
lock.lock();
try{
while (flag){
try {
con.await();
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
}
this.name = name+count;
count++;
System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"生产者"+this.name);
//将标记改为true
flag = true;
con.signalAll();
}finally {
lock.unlock(); //一定要执行
}
}
//在生产完之前不能去消费
public void out(){
lock.lock();
try {
while (!flag) {
try {
con.await();
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
}
System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "消费者" + this.name);
flag = false;
con.signalAll();
}finally {
lock.unlock();
}
}
}
//2、描述生产者
class Producer implements Runnable{
private Resource r;
//生产者一初始化就要有资源,需要将资源传递到构造函数中
Producer(Resource r){
this.r = r;
}
public void run(){
while (true){
r.setName("面包");
}
}
}
//3、描述消费者
class consumer implements Runnable{
private Resource r;
//生产者一初始化就要有资源,需要将资源传递到构造函数中
consumer(Resource r){
this.r = r;
}
public void run(){
while (true){
r.out();
}
}
}
public class pctest {
public static void main(String[] args) {
//创建资源对象
Resource r = new Resource();
//创建线程任务
Producer pro = new Producer(r);
consumer con = new consumer(r);
Thread t1 = new Thread(pro);
Thread t2 = new Thread(con);
Thread t3 = new Thread(pro);
Thread t4 = new Thread(con);
t1.start();
t2.start();
t3.start();
t4.start();
}
}
希望本方可以唤醒对方任意一个线程。
老程序中可以通过两个锁的嵌套完成,但是容易引发死锁。
新程序中可以解决这个问题,只用一个锁。
在一个锁上挂多个监视器对象Condition。
package producer_consumer;
import java.util.concurrent.locks.Condition;
import java.util.concurrent.locks.Lock;
import java.util.concurrent.locks.ReentrantLock;
import java.util.function.Consumer;
//1、描述资源。属性:名称,编号。行为:对商品名称赋值,获取商品。
class Resource{
private String name;
private int count = 1;
//定义标记
private boolean flag = false;
//定义一个锁对象
private Lock lock = new ReentrantLock();
//获取锁上的Condition对象
private Condition con = lock.newCondition(); //负责生产
private Condition pro = lock.newCondition(); //负责消费
//提供设置的方法
public void setName(String name){
//获取锁
lock.lock();
try{
while (flag){
try {
con.await();
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
}
this.name = name+count;
count++;
System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"生产者"+this.name);
//将标记改为true
flag = true;
pro.signal();
}finally {
lock.unlock(); //一定要执行
}
}
//在生产完之前不能去消费
public void out(){
lock.lock();
try {
while (!flag) {
try {
pro.await();
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
}
System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "消费者" + this.name);
flag = false;
con.signal();
}finally {
lock.unlock();
}
}
}
//2、描述生产者
class Producer implements Runnable{
private Resource r;
//生产者一初始化就要有资源,需要将资源传递到构造函数中
Producer(Resource r){
this.r = r;
}
public void run(){
while (true){
r.setName("面包");
}
}
}
//3、描述消费者
class consumer implements Runnable{
private Resource r;
//生产者一初始化就要有资源,需要将资源传递到构造函数中
consumer(Resource r){
this.r = r;
}
public void run(){
while (true){
r.out();
}
}
}
public class pctest {
public static void main(String[] args) {
//创建资源对象
Resource r = new Resource();
//创建线程任务
Producer pro = new Producer(r);
consumer con = new consumer(r);
Thread t1 = new Thread(pro);
Thread t2 = new Thread(con);
Thread t3 = new Thread(pro);
Thread t4 = new Thread(con);
t1.start();
t2.start();
t3.start();
t4.start();
}
}