Java线程(三)：线程协作-生产者/消费者模式

        上一篇讲述了线程的互斥(同步)，但是在很多情况下，仅仅同步是不够的，还需要线程与线程协作(通信)，生产者/消费者模式是一个经典的线程同步以及通信的模型。

        假设有这样一种情况，有一个盘子，盘子里只能放一个鸡蛋，A线程专门往盘子里放鸡蛋，如果盘子里有鸡蛋，则一直等到盘子里没鸡蛋，B线程专门从盘子里取鸡蛋，如果盘子里没鸡蛋，则一直等到盘子里有鸡蛋。这里盘子是一个互斥区，每次放鸡蛋是互斥的，每次取鸡蛋也是互斥的，A线程放鸡蛋，如果这时B线程要取鸡蛋，由于A没有释放锁，B线程处于等待状态，进入阻塞队列，放鸡蛋之后，要通知B线程取鸡蛋，B线程进入就绪队列，反过来，B线程取鸡蛋，如果A线程要放鸡蛋，由于B线程没有释放锁，A线程处于等待状态，进入阻塞队列，取鸡蛋之后，要通知A线程放鸡蛋，A线程进入就绪队列。我们希望当盘子里有鸡蛋时，A线程阻塞，B线程就绪，盘子里没鸡蛋时，A线程就绪，B线程阻塞，代码如下：

 import java.util.ArrayList;
 import java.util.List;
 /** 定义一个盘子类，可以放鸡蛋和取鸡蛋 */
 public class Plate {
     /** 装鸡蛋的盘子 */
     List<Object> eggs = new ArrayList<Object>();
     /** 取鸡蛋 */
     public synchronized Object getEgg() {
         while (eggs.size() == 0) {
             try {
                 wait();
             } catch (InterruptedException e) {
                 e.printStackTrace();
             }
         }
         Object egg = eggs.get(0);
         eggs.clear();// 清空盘子
         notify();// 唤醒阻塞队列的某线程到就绪队列
         System.out.println("拿到鸡蛋");
         return egg;
     }
     /** 放鸡蛋 */
     public synchronized void putEgg(Object egg) {
         while (eggs.size() > 0) {
             try {
                 wait();
             } catch (InterruptedException e) {
                 e.printStackTrace();
             }
         }
         eggs.add(egg);// 往盘子里放鸡蛋
         notify();// 唤醒阻塞队列的某线程到就绪队列
         System.out.println("放入鸡蛋");
     }
     static class AddThread extends Thread {
         private Plate plate;
         private Object egg = new Object();
         public AddThread(Plate plate) {
             this.plate = plate;
         }
         public void run() {
             plate.putEgg(egg);
         }
     }
     static class GetThread extends Thread {
         private Plate plate;
         public GetThread(Plate plate) {
             this.plate = plate;
         }
         public void run() {
             plate.getEgg();
         }
     }
     public static void main(String args[]) {
         Plate plate = new Plate();
         for(int i = 0; i < 10; i++) {
             new Thread(new AddThread(plate)).start();
             new Thread(new GetThread(plate)).start();
         }
     }
 }

        输出结果：

 放入鸡蛋
 拿到鸡蛋
 放入鸡蛋
 拿到鸡蛋
 放入鸡蛋
 拿到鸡蛋
 放入鸡蛋
 拿到鸡蛋
 放入鸡蛋
 拿到鸡蛋
 放入鸡蛋
 拿到鸡蛋
 放入鸡蛋
 拿到鸡蛋
 放入鸡蛋
 拿到鸡蛋
 放入鸡蛋
 拿到鸡蛋
 放入鸡蛋
 拿到鸡蛋

        8 l程序开始，A线程判断盘子是否为空，放入一个鸡蛋，并且唤醒在阻塞队列的一个线程，阻塞队列为空；假设CPU又调度了一个A线程，盘子非空，执行等待，这个A线程进入阻塞队列；然后一个B线程执行，盘子非空，取走鸡蛋，并唤醒阻塞队列的A线程，A线程进入就绪队列，此时就绪队列就一个A线程，马上执行，放入鸡蛋；如果再来A线程重复第一步，在来B线程重复第二步，整个过程就是生产者(A线程)生产鸡蛋，消费者(B线程)消费鸡蛋。

        前段时间看了张孝祥老师线程的视频，讲述了一个其学员的面试题，也是线程通信的，在此也分享一下。

        题目：子线程循环10次，主线程循环100次，如此循环100次，好像是空中网的笔试题。

 public class ThreadTest2 {
     public static void main(String[] args) {
         final Business business = new Business();
         new Thread(new Runnable() {
             @Override
             public void run() {
                 threadExecute(business, "sub");
             }
         }).start();
         threadExecute(business, "main");
     }
     public static void threadExecute(Business business, String threadType) {
         for(int i = 0; i < 100; i++) {
             try {
                 if("main".equals(threadType)) {
                     business.main(i);
                 } else {
                     business.sub(i);
                 }
             } catch (InterruptedException e) {
                 e.printStackTrace();
             }
         }
     }
 }
 class Business {
     private boolean bool = true;
     public synchronized void main(int loop) throws InterruptedException {
         while(bool) {
             this.wait();
         }
         for(int i = 0; i < 100; i++) {
             System.out.println("main thread seq of " + i + ", loop of " + loop);
         }
         bool = true;
         this.notify();
     }
     public synchronized void sub(int loop) throws InterruptedException {
         while(!bool) {
             this.wait();
         }
         for(int i = 0; i < 10; i++) {
             System.out.println("sub thread seq of " + i + ", loop of " + loop);
         }
         bool = false;
         this.notify();
     }
 }

        大家注意到没有，在调用wait方法时，都是用while判断条件的，而不是if，在wait方法说明中，也推荐使用while，因为在某些特定的情况下，线程有可能被假唤醒，使用while会循环检测更稳妥。