JAVA多线程（四）线程协作通信和线程池

线程协作

线程通信问题

方法名	作用
wait( )	线程一直在等待，直到其他线程通知；和sleep不同，会释放锁
wait(long timeout)	指定等待的毫秒数
notitfy( )	唤醒一个处于等待状态的线程
notifyAll( )	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

注意：都是Object类的方法，都只能在哪同步方法或者同步代码块中使用，否则会抛出异常。

并发协作模型——生产者消费者问题

解决方法：

管程法

生产者：负责生产数据的模块（可能是方法，对象，线程，进程）
消费者：负责处理数据的模块（可能是方法，对象，线程，进程）
缓冲区：消费者不能直接使用生产者的数据，他们之间有个“缓冲区”
生产者将生产好的数据放入缓冲区，消费者从缓冲区拿出数据

//测试：生产者消费者模型————>利用缓存区解决：管程法
//生产者 ，消费者 ，产品 ，缓冲区
public class TestPC {
     
    public static void main(String[] args) {
     
        SynContainer container = new SynContainer();

        new Producer(container).start();
        new Consumer(container).start();
    }
}

//生产者
class Producer extends Thread{
     
SynContainer container;
  public Producer (SynContainer container){
     
    this.container=container;
}
//生产
    @Override
    public void run() {
     
        for (int i = 0; i < 100; i++) {
     
            System.out.println("生产了"+i+"只鸡");
            container.push(new Chicken(i));

        }
    }
}

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

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

//产品
class Chicken{
     
    int id;//产品编号

    public Chicken(int id) {
     
        this.id = id;
    }
}
//缓存区
class SynContainer{
     
    //容器大小
    Chicken[] chickens =new Chicken[10];
    int count=0;
    //放入产品方法
    public synchronized void push(Chicken chicken){
     
        if (count==chickens.length){
     
            //通知消费者消费，生产等待
            try {
     
                this.wait();
            }catch (InterruptedException e){
     
                e.printStackTrace();
            }
        }
        //丢入产品
        System.out.println("正在生产第"+chicken.id+"只鸡");
        chickens[count]=chicken;
        count++;
        //通知消费者消费
        notifyAll();

    }
    //消费方法
    public synchronized Chicken pop(){
     
        //判断能否消费
        if (count==0){
     
            //等待生产者生产，消费者等待
            try {
     
                this.wait();
            }catch (InterruptedException e){
     
                e.printStackTrace();
            }
        }
        count--;
        Chicken chicken=chickens[count];
        System.out.println("正在消费第"+chicken.id+"只鸡");
        chickens[count]=null;
        notifyAll();
        return chicken;

    }
}

红绿灯法

• 实际就是缓冲区length为1（flag）的管程法。

//测试生产者消费者问题2：信号灯法，标志位解决
public class TestPC2 {
     
    public static void main(String[] args) {
     
TV tv=new TV();

new Producer2(tv).start();
new Consumer2(tv).start();
    }
}

//生产者-->演员
class Producer2 extends Thread{
     
TV tv;
public Producer2(TV tv){
     
    this.tv=tv;
}

    @Override
    public void run() {
     
        for (int i = 0; i < 20; i++) {
     
          if (i%2==0) {
     
             tv.play("123");
          }else {
     
             tv.play("9999999999999999999");
          }
        }
    }
}


//消费者-->观众
class Consumer2 extends Thread{
     
    TV tv;
public Consumer2(TV tv){
     
    this.tv=tv;
}

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


//产品-->节目
class TV{
     
    //演员表演，观众等待  T
    //观众观看，演员等待  F

    boolean flag=true;
    String voice;   //表演的节目

    //表演
    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);
        //通知观众观看
        this.notifyAll();//通知唤醒
        this.voice=voice;
        this.flag=!this.flag;
    }

    //观看
public synchronized  void watch()  {
     
    if(flag){
     
        try {
     
            this.wait();
        } catch (InterruptedException e) {
     
            e.printStackTrace();
        }
    }
    System.out.println("观众观看了"+voice);
    //通知演员表演
    this.notifyAll();
    this.flag=!this.flag;
}

}

线程池

• 经常创建和销毁、使用量特别大的资源，如并发状况下的线程，对性能影响很大
• 提前创建好多个线程，放入线程池中，使用时直接获取，使用完毕再放回线程池中。可以避免频繁创建销魂、实现重复利用。
• 好处：
  提高响应速度（减少创建线程损耗）
  降低资源消耗（线程重复利用，不需要每次都创建新线程）
  便于管理
• corePoolSize：线程池大小
• maximumPoolSize：最大线程数
• keepAliveTime：线程没有任务时保持最多多长时间会终止

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

public class TestPool {
     
    public static void main(String[] args) {
     
        //1.创建服务，创建线程池
        //newFixedThreadPool 参数为：线程池大小
        ExecutorService service= Executors.newFixedThreadPool(10);
        //执行
        service.execute(new MyThread());
        service.execute(new MyThread());
        service.execute(new MyThread());
        service.execute(new MyThread());
        service.execute(new MyThread());

        //2.关闭连接
        service.shutdown();
    }
}

class MyThread implements Runnable{
     
    @Override
    public void run() {
     
        for (int i = 0; i < 5; i++) {
     
            System.out.println(Thread.currentThread().getName()+i);
        }
    }
}