Java线程通信(面试题)

线程通信

1.线程通信涉及到的三个方法：

• wait():一旦执行此方法，当前线程就进入阻塞状态，并释放同步监视器。调用此方法后，当前线程将释放对象监控权 ，然后进入等待
• notify():一旦执行此方法，就会唤醒被wait的一个线程。如果有多个线程被wait，就唤醒优先级高的那个。
• notifyAll():一旦执行此方法，就会唤醒所有被wait的线程。

  * 线程通信的例子：使用两个线程打印 1-100。线程1, 线程2 交替打印
class Number implements Runnable{
    private int number = 1;
    private Object obj = new Object();
    @Override
    public void run() {

        while(true){

            synchronized (obj) {
				//另一个线程先拿到锁 
                
                obj.notify();//被wait()的线程被唤醒 

                if(number <= 100){

                    try {
                        Thread.sleep(10);
                    } catch (InterruptedException e) {
                        e.printStackTrace();
                    }

                    System.out.println(Thread.currentThread().getName() + ":" + number);
                    number++;

                    try {
                        //使得调用如下wait()方法的线程进入阻塞状态
                        obj.wait();
                    } catch (InterruptedException e) {
                        e.printStackTrace();
                    }

                }else{
                    break;
                }
            }

        }

    }
}


public class CommunicationTest {
    public static void main(String[] args) {
        Number number = new Number();
        Thread t1 = new Thread(number);
        Thread t2 = new Thread(number);

        t1.setName("线程1");
        t2.setName("线程2");

        t1.start();
        t2.start();
    }
}

2.说明：

• 1.wait()，notify()，notifyAll()三个方法必须使用在同步代码块或同步方法中。
• 2.wait()，notify()，notifyAll()三个方法的调用者必须是同步代码块或同步方法中的同步监视器（锁对象）。否则，会出现IllegalMonitorStateException异常
• 3.wait()，notify()，notifyAll()三个方法是定义在java.lang.Object类中。

• 因为这三个方法必须有锁对象调用，而任意对象都可以作为synchronized的同步锁，
  因此这三个方法只能在Object类中声明

3.面试题：
面试题：sleep() 和 wait()的异同？

相同：

\1. 都是用来将线程转为阻塞状态的

\2. 都是可以被打断的（如：调用线程的interrupt方法），需要捕捉InterruptedException；

不同点：

\1. 【来源】wait是Object的方法，sleep是Thread的一个静态方法；

\2. 【核心】wait会释放monitor锁（同步监视器），让出cpu使用权，而sleep不会；

\3. 【使用】wait需要在同步代码块或者同步方法内使用，而sleep不需要；

\4. 【使用】wait如果不加具体时间需要手动唤醒，让其退出wait set，而sleep必须添加休眠时间，时间结束后，自动退出阻塞状态。

package com.atguigu.java2;

/**
 * 线程通信的应用：经典例题：生产者/消费者问题
 *
 * 生产者(Productor)将产品交给店员(Clerk)，而消费者(Customer)从店员处取走产品，
 * 店员一次只能持有固定数量的产品(比如:20），如果生产者试图生产更多的产品，店员
 * 会叫生产者停一下，如果店中有空位放产品了再通知生产者继续生产；如果店中没有产品
 * 了，店员会告诉消费者等一下，如果店中有产品了再通知消费者来取走产品。
 *
 * 分析：
 * 1. 是否是多线程问题？是，生产者线程，消费者线程
 * 2. 是否有共享数据？是，店员（或产品）
 * 3. 如何解决线程的安全问题？同步机制,有三种方法
 * 4. 是否涉及线程的通信？是
 *
 * @author shkstart
 * @create 2019-02-15 下午 4:48
 */
class Clerk{

    private int productCount = 0;
    //生产产品
    public synchronized void produceProduct() {

        if(productCount < 20){
            productCount++;
            System.out.println(Thread.currentThread().getName() + ":开始生产第" + productCount + "个产品");

            notify();

        }else{
            //等待
            try {
                wait();
            } catch (InterruptedException e) {
                e.printStackTrace();
            }
        }

    }
    //消费产品
    public synchronized void consumeProduct() {
        if(productCount > 0){
            System.out.println(Thread.currentThread().getName() + ":开始消费第" + productCount + "个产品");
            productCount--;

            notify();
        }else{
            //等待
            try {
                wait();
            } catch (InterruptedException e) {
                e.printStackTrace();
            }
        }

    }
}

class Producer extends Thread{//生产者

    private Clerk clerk;

    public Producer(Clerk clerk) {
        this.clerk = clerk;
    }

    @Override
    public void run() {
        System.out.println(getName() + ":开始生产产品.....");

        while(true){

            try {
                Thread.sleep(10);
            } catch (InterruptedException e) {
                e.printStackTrace();
            }

            clerk.produceProduct();
        }

    }
}

class Consumer extends Thread{//消费者
    private Clerk clerk;

    public Consumer(Clerk clerk) {
        this.clerk = clerk;
    }

    @Override
    public void run() {
        System.out.println(getName() + ":开始消费产品.....");

        while(true){

            try {
                Thread.sleep(20);
            } catch (InterruptedException e) {
                e.printStackTrace();
            }

            clerk.consumeProduct();
        }
    }
}

public class ProductTest {

    public static void main(String[] args) {
        Clerk clerk = new Clerk();

        Producer p1 = new Producer(clerk);
        p1.setName("生产者1");

        Consumer c1 = new Consumer(clerk);
        c1.setName("消费者1");
        Consumer c2 = new Consumer(clerk);
        c2.setName("消费者2");

        p1.start();
        c1.start();
        c2.start();

    }
}