统筹案例-烧水泡茶
统筹方法，是一种安排工作进程的数学方法。它的实用范围极广泛，在企业管理和基本建设中，以及关系复
杂的科研项目的组织与管理中，都可以应用。
怎样应用呢？主要是把工序安排好。
比如，想泡壶茶喝。当时的情况是：开水没有；水壶要洗，茶壶、茶杯要洗；火已生了，茶叶也有了。怎么
办？
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办法甲：洗好水壶，灌上凉水，放在火上；在等待水开的时间里，洗茶壶、洗茶杯、拿茶叶；等水开了，泡茶喝。
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办法乙：先做好一些准备工作，洗水壶，洗茶壶茶杯，拿茶叶；一切就绪，灌水烧水；坐待水开了，泡茶喝。
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办法丙：洗净水壶，灌上凉水，放在火上，坐待水开；水开了之后，急急忙忙找茶叶，洗茶壶茶杯，泡茶喝。
哪一种办法省时间？我们能一眼看出，第一种办法好，后两种办法都窝了工。
这是小事，但这是引子，可以引出生产管理等方面有用的方法来。
水壶不洗，不能烧开水，因而洗水壶是烧开水的前提。没开水、没茶叶、不洗茶壶茶杯，就不能泡茶，因而
这些又是泡茶的前提。它们的相互关系，可以用下边的箭头图来表示：
从这个图上可以一眼看出，办法甲总共要16分钟（而办法乙、丙需要20分钟）。如果要缩短工时、提高工作
效率，应当主要抓烧开水这个环节，而不是抓拿茶叶等环节。同时，洗茶壶茶杯、拿茶叶总共不过4分钟，大
可利用“等水开”的时间来做。
是的，这好像是废话，卑之无甚高论。有如走路要用两条腿走，吃饭要一口一口吃，这些道理谁都懂得。但
稍有变化，临事而迷的情况，常常是存在的。在近代工业的错综复杂的工艺过程中，往往就不是像泡茶喝这
么简单了。任务多了，几百几千，甚至有好几万个任务。关系多了，错综复杂，千头万绪，往往出现“万事俱
备，只欠东风”的情况。由于一两个零件没完成，耽误了一台复杂机器的出厂时间。或往往因为抓的不是关
键，连夜三班，急急忙忙，完成这一环节之后，还得等待旁的环节才能装配。
洗茶壶，洗茶杯，拿茶叶，或先或后，关系不大，而且同是一个人的活儿，因而可以合并成为：
看来这是“小题大做”，但在工作环节太多的时候，这样做就非常必要了。
这里讲的主要是时间方面的事，但在具体生产实践中，还有其他方面的许多事。这种方法虽然不一定能直接
解决所有问题，但是，我们利用这种方法来考虑问题，也是不无裨益的。
使用统筹法解决上述问题：
解法一：join
代码如下：
Thread t1 = new Thread(() -> {
log.debug("洗水壶");
Sleeper.sleep(1);
log.debug("烧开水");
Sleeper.sleep(15);
}, "老王");
Thread t2 = new Thread(() -> {
log.debug("洗茶壶");
Sleeper.sleep(1);
log.debug("洗茶杯");
Sleeper.sleep(2);
log.debug("拿茶叶");
Sleeper.sleep(1);
try {
t1.join();
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
log.debug("泡茶");
}, "小王");
t1.start();
t2.start();
//说明： Sleeper.sleep(1);是自己封装的sleep工具类，提高代码可读性，具体实现时：
public class Sleeper {
public static void sleep(int i) {
try {
TimeUnit.SECONDS.sleep(i);
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
}
public static void sleep(double i) {
try {
TimeUnit.MILLISECONDS.sleep((int) (i * 1000));
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
}
}
使用join()实现的结果如下：
11:47:21.548 c.TestPaoCha [老王] - 洗水壶
11:47:21.548 c.TestPaoCha [小王] - 洗茶壶
11:47:22.564 c.TestPaoCha [老王] - 烧开水
11:47:22.564 c.TestPaoCha [小王] - 洗茶杯
11:47:24.579 c.TestPaoCha [小王] - 拿茶叶
11:47:37.573 c.TestPaoCha [小王] - 泡茶
Process finished with exit code 0
解法一的缺陷：
-
上面模拟的是小王等老王的水烧开了，小王泡茶，如果反过来要实现老王等小王的茶叶拿来了，老王泡茶
呢？代码最好能适应两种情况；
-
上面的两个线程其实是各执行各的，如果要模拟老王把水壶交给小王泡茶，或模拟小王把茶叶交给老王泡茶
呢？
解法二：wait()/notify()
实现代码如下：
@Slf4j(topic = "c.S2")
class S2 {
static String kettle = "冷水";
static String tea = null;
static final Object lock = new Object();
static boolean maked = false;
public static void makeTea() {
new Thread(() -> {
log.debug("洗水壶");
Sleeper.sleep(1);
log.debug("烧开水");
Sleeper.sleep(5);
synchronized (lock) {
kettle = "开水";
lock.notifyAll();
while (tea == null) {
try {
lock.wait();
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
}
if (!maked) {
log.debug("拿({})泡({})", kettle, tea);
maked = true;
}
}
}, "老王").start();
new Thread(() -> {
log.debug("洗茶壶");
Sleeper.sleep(1);
log.debug("洗茶杯");
Sleeper.sleep(2);
log.debug("拿茶叶");
Sleeper.sleep(1);
synchronized (lock) {
tea = "花茶";
lock.notifyAll();
while (kettle.equals("冷水")) {
try {
lock.wait();
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
}
if (!maked) {
log.debug("拿({})泡({})", kettle, tea);
maked = true;
}
}
}, "小王").start();
}
}
//实现结果
12:41:27.419 c.S2 [小王] - 洗茶壶
12:41:27.419 c.S2 [老王] - 洗水壶
12:41:28.423 c.S2 [小王] - 洗茶杯
12:41:28.423 c.S2 [老王] - 烧开水
12:41:30.434 c.S2 [小王] - 拿茶叶
12:41:33.428 c.S2 [老王] - 拿(开水)泡(花茶)
Process finished with exit code 0
解法2 解决了解法1 的问题，不过老王和小王需要相互等待，不如他们只负责各自的任务，泡茶交给第三人来做
解法三：使用第三者协助
代码如下：
@Slf4j(topic = "c.S3")
class S3 {
static String kettle = "冷水";
static String tea = null;
static final Object lock = new Object();
public static void makeTea() {
new Thread(() -> {
log.debug("洗水壶");
Sleeper.sleep(1);
log.debug("烧开水");
Sleeper.sleep(5);
synchronized (lock) {
kettle = "开水";
lock.notifyAll();
}
}, "老王").start();
new Thread(() -> {
log.debug("洗茶壶");
Sleeper.sleep(1);
log.debug("洗茶杯");
Sleeper.sleep(2);
log.debug("拿茶叶");
Sleeper.sleep(1);
synchronized (lock) {
tea = "花茶";
lock.notifyAll();
}
}, "小王").start();
new Thread(() -> {
synchronized (lock) {
while (kettle.equals("冷水") || tea == null) {
try {
lock.wait();
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
}
log.debug("拿({})泡({})", kettle, tea);
}
}, "王夫人").start();
}
}
//*********************************实现结果***********************************
12:40:09.643 c.S3 [小王] - 洗茶壶
12:40:09.643 c.S3 [老王] - 洗水壶
12:40:10.656 c.S3 [老王] - 烧开水
12:40:10.656 c.S3 [小王] - 洗茶杯
12:40:12.666 c.S3 [小王] - 拿茶叶
12:40:15.666 c.S3 [王夫人] - 拿(开水)泡(花茶)
Process finished with exit code 0