进程间通信、等待唤醒机制

线程间通信

概念:多个线程在处理同一个资源,但是处理的动作(线程的任务)却不相同。
比如:线程A用来生成包子的,线程B用来吃包子的,包子可以理解为同一资源,线程A与线程B处理的动作,一个是生产,一个是消费,那么线程A与线程B之间就存在线程通信问题。
多个线程在处理同一个资源,并且任务不同时,需要线程通信来帮助解决线程之间对同一个变量的使用或操作。 就是多个线程在操作同一份数据时,避免对同一共享变量的争夺。
也就是我们需要通过一定的手段使各个线程能有效的利用资源。而这种手段即 —— 等待唤醒机制。

等待唤醒机制

等待唤醒中的方法
等待唤醒机制就是用于解决线程间通信的问题的,使用到的3个方法的含义如下:
1. wait:线程不再活动,不再参与调度,进入 wait set 中,因此不会浪费 CPU 资源,也不会去竞争锁了,这时的线程状态即是 WAITING
它还要等着别的线程执行一个特别的动作,也即是“通知(notify)”在这个对象 上等待的线程从wait set 中释放出来,重新进入到调度队列(ready queue)中
2. notify:则选取所通知对象的 wait set 中的一个线程释放;例如,餐馆有空位置后,等候就餐最久的顾客最先 入座。
3. notifyAll:则释放所通知对象的 wait set 上的全部线程。

注意:
哪怕只通知了一个等待的线程,被通知线程也不能立即恢复执行,因为它当初中断的地方是在同步块内,而此刻它已经不持有锁,所以她需要再次尝试去获取锁(很可能面临其它线程的竞争),成功后才能在当初调用 wait 方法之后的地方恢复执行。

总结如下:
如果能获取锁,线程就从 WAITING 状态变成 RUNNABLE 状态; 否则,从 wait set 出来,又进入 entry set,线程就从 WAITING 状态又变成 BLOCKED 状态

调用wait和notify方法需要注意的细节
1. wait方法与notify方法必须要由同一个锁对象调用。因为:对应的锁对象可以通过notify唤醒使用同一个锁对 象调用的wait方法后的线程。
2. wait方法与notify方法是属于Object类的方法的。因为:锁对象可以是任意对象,而任意对象的所属类都是继 承了Object类的。
3. wait方法与notify方法必须要在同步代码块或者是同步函数中使用。因为:必须要通过锁对象调用这2个方法。

等待唤醒机制的实例

分析:
需要哪些类:
资源类(包子类)
    设置包子的属性:皮、馅、包子的状态:有(true)、没有(false)
生产者(包子铺)类:是一个线程类,可以继承Thread
    设置线程任务(run):生产包子
    判断包子的状态:
        true:等待
        false:生产包子(交替生产两种包子(i%2==0));生产好;修改包子状态为true;唤醒吃货线程
消费者(吃货)类:是一个线程类,可以继承Thread
    设置线程任务(run):吃包子
    判断包子的状态:
        false:等待
        true:吃包子;吃完;修改包子状态;唤醒生产者线程
测试类(main):
    创建包子对象;创建包子铺线程;创建吃货线程,开启
public class baozi {
    String pi;
    String xian;
    boolean flag=false;
}
import exception.waitnotifyex.baozi;

/*
注意:
生产者和消费者是互斥的,使用同步技术保证两个线程只能有一个在执行
锁对象必须唯一,使用包子对象作为锁对象
 */
public class baozipu extends Thread{
    public baozi bz;
    public baozipu(baozi bz){
        this.bz=bz;
    }
    public void run(){
        int count=0;
        while(true){
            synchronized (bz){
                if(bz.flag==true){
                    try {
                        bz.wait();
                    } catch (InterruptedException e) {
                        e.printStackTrace();
                    }
                }
                if(count%2==0) {
                    bz.pi="薄皮";
                    bz.xian="三鲜馅";
                    //System.out.println("生产包子");
                }
                else{
                    bz.pi="冰皮";
                    bz.xian="肉馅";
                }
                count++;
                System.out.println("生产"+bz.pi+bz.xian+"包子");
                try {
                    sleep(3000);
                } catch (InterruptedException e) {
                    e.printStackTrace();
                }
                bz.flag=true;
                bz.notify();
                System.out.println("生产好了"+bz.pi+bz.xian+"包子");
            }
        }
    }
}
import exception.waitnotifyex.baozi;

public class xiaofeizhe extends Thread{
    public baozi bz;
    public xiaofeizhe(baozi bz){
        this.bz=bz;
    }
    public void run(){
        while(true){
            synchronized (bz){
                if(bz.flag==false){
                    try {
                        bz.wait();
                    } catch (InterruptedException e) {
                        e.printStackTrace();
                    }
                }
                System.out.println("吃到了"+bz.pi+bz.xian+"包子");
                bz.flag=false;
                bz.notify();
                System.out.println("吃完了"+bz.pi+bz.xian+"包子,包子铺开始生产");
                System.out.println("------------------------");
            }
        }
    }
}
public class waitnotify {
    public static void main(String[] args) {
        baozi bz=new baozi();
        new baozipu(bz).start();
        new xiaofeizhe(bz).start();
    }
}

 

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