生产者,消费者模型
举个例子来说明,厨师,服务员,厨师做菜,服务员上菜,如果厨师没有做好菜,那么服务员就无法上菜,厨师做好了菜,然后通知服务员消费(上菜)。在这个过程之中,厨师扮演的就是生产者,服务员扮演消费者。
一句话说:生产者没有生产出来东西,消费者就必须等待着,生产者生产出来了,就通知消费者进行消费。
很明显,消费者等待就对应我们的wait方法,生产者通知消费者对应notify方法,所以,生产者,消费者模型可以用notify,wait来实现。
那么与之对应的,生产者不可能只有一个,消费者也不可能只有一个,所以,他们之间就有了一对一,一对多,多对一,多对多关系。
一对一模型:
如下就是一个简单的一个生产者,一个消费者的模型:
MyList.java,用于存储数据
Produce.java:生产者
package 第三章_wait_join; //生产者 public class Produce { private String lock; public Produce(String lock){ this.lock=lock; } public void setValue(){ try{ synchronized (lock){ if(MyList.getSize()!=0){ //无需生产 lock.wait(); } //生产 String temp = "设置了值"+System.currentTimeMillis(); System.out.println(temp); MyList.list.add(temp); lock.notify(); //通知消费者 } }catch (InterruptedException e){ e.printStackTrace(); } } }
Reduce.java,消费者
package 第三章_wait_join; //消费者 public class Reduce { private String lock; public Reduce(String lock){ this.lock=lock; } public void getValue(){ try{ synchronized (lock){ if(MyList.getSize()==0){ //等待生产 lock.wait(); } //消费 System.out.println("获取到的值是:"+MyList.list.remove(0)); lock.notify(); //通知消费者 } }catch (InterruptedException e){ e.printStackTrace(); } } }
ThreadP生产线程:
package 第三章_wait_join; public class ThreadP extends Thread{ private Produce produce; private Produce p; public ThreadP(Produce p){ this.produce=p; } public void run(){ while(true){ produce.setValue(); } } }
ThreadR 消费线程:
package 第三章_wait_join; //消费者 public class Reduce { private String lock; public Reduce(String lock){ this.lock=lock; } public void getValue(){ try{ synchronized (lock){ if(MyList.getSize()==0){ //等待生产 lock.wait(); } //消费 System.out.println("消费者"+Thread.currentThread().getName()+"获取到的值是:"+MyList.list.remove(0)); MyList.list.remove(0); lock.notify(); //通知消费者 } }catch (InterruptedException e){ e.printStackTrace(); } } }
test.java.
package 第三章_wait_join; import java.sql.ResultSet; public class test { public static void main(String[] args){ try { String lock = "lock"; Produce p = new Produce(lock); Reduce r = new Reduce(lock); ThreadP threadP = new ThreadP(p); ThreadR threadR = new ThreadR(r); threadP.start(); threadR.start(); ThreadR.sleep(10); }catch (InterruptedException e){ e.printStackTrace(); } } }
运行结果:
可以看到,符合预期,生产一个,消费一个,轮换进行。
多生产,多消费情况:
问题:这种模式如果按照我们上面的写法,会出现一个问题,就是可能现在既有生产者,也有消费者在等待,这时候如果某一方发出了通知,比如生产者生产好了,发出通知,按道理是应该唤醒一个消费者的,但是也有可能唤醒其他生产者,而不是消费者,那这样很明显是不合理的,如果这样的次数多了,就会导致所有生产者和消费者都处于wait状态,那么这个时候程序就会出现假死状态。比如下将test.java更改为下面的代码,运行之后会发现程序运行一会就处于”假死”状态了。
package 第三章_wait_join; import java.sql.ResultSet; public class test { public static void main(String[] args){ try { String lock = "lock"; Produce p = new Produce(lock); Reduce r = new Reduce(lock); ThreadP[] threadP = new ThreadP[2]; ThreadR[] threadR = new ThreadR[2]; for(int i=0;i<2;i++){ threadP[i] = new ThreadP(p); threadP[i].setName("生产者:"+i); threadR[i] = new ThreadR(r); threadR[i].setName("消费者:"+i); threadP[i].start(); threadR[i].start(); } ThreadR.sleep(10); }catch (InterruptedException e){ e.printStackTrace(); } } }
解决办法:
使用notifyAll() 替换 notify每次将所有线程都唤醒,包括自己的异类,这样就能保证生产的都被消费,消费者都有所消费,不会出现上述状况。
一个生产者,多消费:
问题:这种情况下,会出现两个问题。
1.条件改变时,其他消费者没有及时得到响应,以为可以消费,继续执行下去,这个时候如果是一个数组之类的,就会出现越界的异常,,,,这个没太看懂。
2.和多生产多消费一样,消费者唤醒时候可能唤醒同类,同类没有可以消费的,继续等待,下一个同类也没有可以消费的,继续等待,最后导致全部同类等待,生产者也等待,没有能够notify的,自然假死,
解决:
1.将判断条件是否成立的语句改为while循环进行判断
2.notifyAll()唤醒所有线程
多生产,一个消费:
这种一般没有什么问题,不会假死,因为就算生产者唤醒了生产者,然后发现还没有被消费,又等待,以此类推,所有生产者都等待了,但是最后总会唤醒消费者,消费者总能消费,消费之后总能唤醒一个生产者进行生产。
Join:
这个方法是调用该方法的线程执行完毕之后,当前线程再执行接下来的语句,有下面几个特点:
1.会释放锁,换到另一个线程执行,相比之下sleep并不会释放锁。原因是join内部是使用wait实现的,wait会释放锁
2.和wait一样,已经处于阻塞状态了,就不能再用其他方法让该线程处于阻塞状态
3.join(long) long时间之后,如果目标线程还没有执行完,则取消阻塞状态,进入就绪状态
4.同时使用sleep和join(long)可能会出现join后面的代码提前之前,原因是可能join(long)在竞争锁的过程之中,没有竞争过其他线程,其他线程之中使用了slee(long2)long2 > long,这就意味着join已经过了有效时间,所以不再阻塞,而是和调用join的线程竞争,竞争自然可能有很多结果了
。。不放代码了,麻烦
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