直接上一个Demo，模拟生产者和消费者，就是生产了一个物品，然后消费一个物品，就这样你一下，我一下，让他们有类似有通讯的功能一样知道彼此生产了而且消费了。这里需要考虑两个问题面向这个demo时候，第一是线程的安全问题，第二是通讯问题，你一下，我一下
1 package com.thread;
2 // 定义一个共享的数据
3 class User {
4 public String name;
5 public String age;
6 boolean flag = true; // 稍后会用到
7 }
8
9 // 模拟生产者
10 class Input extends Thread {
11 // 把共享变量传递当生产者中
12 public User u;
13 Input(User u) {
14 this.u = u;
15 }
16 int count = 1;// count只是为了逻辑控制
17
18 @Override
19 public void run() {
20
21 while (true) {
22 if (count==0) {
23 u.name = "剑二十三";
24 u.age = "999";
25 } else {
26 u.name = "XXX";
27 u.age = "123";
28 }
29 count = (count+1)%2;// 逻辑控制count等于0 和不等于0
30
31 }
32
33 }
34 }
35
36 class Out extends Thread {
37 // 共享变量传入消费者中
38 public User u;
39 Out(User u) {
40 this.u = u;
41 }
42
43 @Override
44 public void run() {
45 while (true) {
46 47 System.out.println(u.name + "----" + u.age);
48 49
50 }
51 }
52 }
53
54 // 模拟生产者和消费者，线程间的通讯
55 public class ThreadDemo4 {
56 public static void main(String[] args) {
57 // 创建共享变量，并创建两个线程，把共享变量出入其中。开启两个线程。
58 // 一般理想状态是为了打印 剑二十三+999 与 XXX+123 两种字符串 并且 每次你输出一下我输出一下。
59 // 实际代码打印的确是 剑二十三+123 或者 XXX+999 并且还不是 一行一个样，你输出一下我输出一下。
60 User u = new User();
61 Input i = new Input(u);
62 Out o = new Out(u);
63 i.start();
64 o.start();
65 // 部分打印结果
66 // 剑二十三----123
67 // 剑二十三----999
68 // XXX----999
69 // XXX----999
70 // XXX----123
71
72 }
73
74 }
产生这种结果的原因：
1.因为线程之间出现了并发情况，在赋值的过程中，可能刚赋值完 ‘剑二十三’ 还有没赋值 ‘999’ 的信息，就打印了，所以打印的是上次保存共享变量的结果。
2.线程之间没有进行通讯，通过打印答案可以知道，并没有你生产一个我消费一个，你才能在生产一个，我在消费一个。
解决：
首先解决线程安全问题，我们首先想到synchronized 那么我们就用 synchronized 先来实现线程的安全问题，在解决通讯问题。
1 package com.thread;
2
3 // 定义一个共享的数据
4 class User {
5 public String name;
6 public String age;
7 boolean flag = true; // 稍后通讯时候可能会用到
8 }
9
10 // 模拟生产者
11 class Input extends Thread {
12 // 把共享变量传递当生产者中
13 public User u;
14
15 Input(User u) {
16 this.u = u;
17 }
18
19 int count = 1;// count只是为了逻辑控制
20
21 @Override
22 public void run() {
23
24 while (true) {
25 synchronized (u) { // 因为要用同一把锁，选定为对象锁 u
26 if (count == 0) {
27 u.name = "剑二十三";
28 u.age = "999";
29 } else {
30 u.name = "XXX";
31 u.age = "123";
32 }
33 count = (count + 1) % 2;// 逻辑控制count等于0 和不等于0
34
35 }
36
37 }
38
39 }
40 }
41
42 class Out extends Thread {
43 // 共享变量传入消费者中
44 public User u;
45
46 Out(User u) {
47 this.u = u;
48 }
49
50 @Override
51 public void run() {
52 while (true) {
53 synchronized (u) { // 因为要用同一把锁，选定为对象锁 u
54 55 System.out.println(u.name + "----" + u.age);
56 57
58 }
59 }
60 }
61 }
62
63 // 模拟生产者和消费者，线程间的通讯
64 public class ThreadDemo4 {
65 public static void main(String[] args) {
66 // 创建共享变量，并创建两个线程，把共享变量出入其中。开启两个线程。
67 // 实现了线程之间的安全问题，但是并没有实现通讯
68 User u = new User();
69 Input i = new Input(u);
70 Out o = new Out(u);
71 i.start();
72 o.start();
73 // 部分打印结果
74 // 剑二十三----999
75 // XXX----123
76 // 剑二十三----999
77 // XXX----123
78 // XXX----123
79 // 剑二十三----999
80 }
81
82 }
到了这步，已经解决了线程的安全问题。但是通讯问题没有得到解决。解决通讯问题有几个方法 wait(), notify() ,notifyAll()
wait()、notify、notifyAll()方法
wait()、notify()、notifyAll()是三个定义在Object类里的方法，可以用来控制线程的状态。
这三个方法最终调用的都是jvm级的native方法。随着jvm运行平台的不同可能有些许差异。
1.如果对象调用了wait方法就会使持有该对象的线程把该对象的控制权交出去，然后处于等待状态。
2.如果对象调用了notify方法就会通知某个正在等待这个对象的控制权的线程可以继续运行。
3.如果对象调用了notifyAll方法就会通知所有等待这个对象控制权的线程继续运行。
注意:一定要在线程同步中使用,并且是同一个锁的资源
1 package com.thread;
2
3 // 定义一个共享的数据
4 class User {
5 public String name;
6 public String age;
7 boolean flag = true;
8 }
9
10 // 模拟生产者
11 class Input extends Thread {
12 // 把共享变量传递当生产者中
13 public User u;
14
15 Input(User u) {
16 this.u = u;
17 }
18
19 int count = 1;// count只是为了逻辑控制
20
21 @Override
22 public void run() {
23
24 while (true) {
25 synchronized (u) { // 因为要用同一把锁，选定为对象锁 u
26
27 if (!u.flag) {
28 try {
29 u.wait();
30 } catch (InterruptedException e) {
31 e.printStackTrace();
32 }
33 }
34
35 if (count == 0) {
36 u.name = "剑二十三";
37 u.age = "999";
38 } else {
39 u.name = "XXX";
40 u.age = "123";
41 }
42 count = (count + 1) % 2;// 逻辑控制count等于0 和不等于0
43 u.flag = false; // 把共享flag变为false
44 u.notify();
45 }
46
47 }
48
49 }
50 }
51
52 class Out extends Thread {
53 // 共享变量传入消费者中
54 public User u;
55
56 Out(User u) {
57 this.u = u;
58 }
59
60 @Override
61 public void run() {
62 while (true) {
63 synchronized (u) { // 因为要用同一把锁，选定为对象锁 u
64 if (u.flag) {
65 try {
66 u.wait();
67 } catch (InterruptedException e) {
68 e.printStackTrace();
69 }
70
71 System.out.println(u.name + "----" + u.age);
72 }
73 u.flag = true; // 把共享变量flag变为true
74 u.notify();
75 }
76 }
77 }
78 }
79
80 // 模拟生产者和消费者，线程间的通讯
81 public class ThreadDemo4 {
82 public static void main(String[] args) {
83 // 创建共享变量，并创建两个线程，把共享变量出入其中。开启两个线程。
84 // 实现了通讯
85 User u = new User();
86 Input i = new Input(u);
87 Out o = new Out(u);
88 i.start();
89 o.start();
90 // 部分打印结果
91 // 剑二十三----999
92 // XXX----123
93 // 剑二十三----999
94 // XXX----123
95 // 剑二十三----999
96 // XXX----123
97 // 剑二十三----999
98 // XXX----123
99 }
100
101 }
wait() 把持有该对象的线程控制权交出去！一定要充分理解这句话，只有交出去，第二个线程传过来的 notify() 才能够解锁它，所以他们两个互相解锁唤醒，就实现了通讯的功能。
并且不能单独使用必须在线程同步中使用！！！否则就会报错
wait与sleep区别?
对于sleep()方法，我们首先要知道该方法是属于Thread类中的。而wait()方法，则是属于Object类中的。
sleep()方法导致了程序暂停执行指定的时间，让出cpu该其他线程，但是他的监控状态依然保持者，当指定的时间到了又会自动恢复运行状态。
在调用sleep()方法的过程中，线程不会释放对象锁。
而当调用wait()方法的时候，线程会放弃对象锁，进入等待此对象的等待锁定池，只有针对此对象调用notify()方法后本线程才进入对象锁定池准备
获取对象锁进入运行状态。
第二种同步锁的功能 Lock锁
Lock 接口与 synchronized 关键字的区别
Lock 接口可以尝试非阻塞地获取锁 当前线程尝试获取锁。如果这一时刻锁没有被其他线程获取到，则成功获取并持有锁。
Lock 接口能被中断地获取锁 与 synchronized 不同，获取到锁的线程能够响应中断，当获取到的锁的线程被中断时，中断异常将会被抛出，同时锁会被释放。
Lock 接口在指定的截止时间之前获取锁，如果截止时间到了依旧无法获取锁，则返回。
Lock写法
|
Lock lock = new ReentrantLock(); lock.lock(); try{ //可能会出现线程安全的操作 }finally{ //一定在finally中释放锁 //也不能把获取锁在try中进行，因为有可能在获取锁的时候抛出异常 lock.unlock(); } |
package com.lock;
import java.util.concurrent.locks.Lock;
import java.util.concurrent.locks.ReentrantLock;
class User {
public String name;
public String age;
boolean flag = true;
// 创建锁
Lock lock = new ReentrantLock();
}
// 模拟生产者
class Input extends Thread {
// 把共享变量传递当生产者中
public User u;
Input(User u) {
this.u = u;
}
int count = 1;// count只是为了逻辑控制
@Override
public void run() {
while (true) {
u.lock.lock(); // 上锁，逻辑代码用try起来，可能会抛出异常，所以汉子型finally解锁
if (!u.flag) {
try {
if (count == 0) {
u.name = "剑二十三";
u.age = "999";
} else {
u.name = "XXX";
u.age = "123";
}
count = (count + 1) % 2;// 逻辑控制count等于0 和不等于0
u.flag = false; // 把共享flag变为false
// u.notify();
} catch (Exception e) {
e.printStackTrace();
} finally {
u.lock.unlock();
}
}
}
}
}
class Out extends Thread {
// 共享变量传入消费者中
public User u;
Out(User u) {
this.u = u;
}
@Override
public void run() {
while (true) {
u.lock.lock();// 上锁，逻辑代码用try起来，可能会抛出异常，所以汉子型finally解锁
try {
if (u.flag) {
System.out.println(u.name + "----" + u.age);
u.flag = true; // 把共享变量flag变为true
}
} catch (Exception e) {
} finally {
u.lock.unlock();
}
}
}
}
// 模拟生产者和消费者，线程间的通讯
public class ThreadDemo4 {
public static void main(String[] args) {
User u = new User();
Input i = new Input(u);
Out o = new Out(u);
i.start();
o.start();
}
}
但是这次的打印结果又不一样了，虽然实现了高效率的锁，但是通讯没了，打印结果是程序在运行，没用打印记录。这时候需要使用 Condition
用Condition 代替 nodity 和 wait
Condition用法
Condition的功能类似于在传统的线程技术中的,Object.wait()和Object.notify()的功能。
代码
|
Condition condition = lock.newCondition(); res. condition.await(); 类似wait res. Condition. Signal() 类似notify |
1 package com.lock;
2
3 import java.util.concurrent.locks.Condition;
4 import java.util.concurrent.locks.Lock;
5 import java.util.concurrent.locks.ReentrantLock;
6
7 class User {
8 public String name;
9 public String age;
10 boolean flag = true;
11 // 创建锁
12 Lock lock = new ReentrantLock();
13 }
14
15 // 模拟生产者
16 class Input extends Thread {
17 // 把共享变量传递当生产者中
18 public User u;
19 Condition condition;
20
21 Input(User u, Condition condition) {
22 this.condition = condition;
23 this.u = u;
24 }
25
26 int count = 1;// count只是为了逻辑控制
27
28 @Override
29 public void run() {
30
31 while (true) {
32 try {
33 u.lock.lock(); // 上锁，逻辑代码用try起来，可能会抛出异常，所以汉子型finally解锁
34 if (!u.flag) {
35 condition.await();
36 }
37 if (count == 0) {
38 u.name = "剑二十三";
39 u.age = "999";
40 } else {
41 u.name = "XXX";
42 u.age = "123";
43 }
44 count = (count + 1) % 2;// 逻辑控制count等于0 和不等于0
45 u.flag = false; // 把共享flag变为false
46 condition.signal();
47 } catch (Exception e) {
48 } finally {
49 u.lock.unlock();
50 }
51
52 }
53
54 }
55 }
56
57 class Out extends Thread {
58 // 共享变量传入消费者中
59 public User u;
60 Condition condition;
61
62 Out(User u, Condition condition) {
63 this.condition = condition;
64 this.u = u;
65 }
66
67 @Override
68 public void run() {
69 while (true) {
70 try {
71 u.lock.lock();// 上锁，逻辑代码用try起来，可能会抛出异常，所以汉子型finally解锁
72
73 if (u.flag) {
74 try {
75 condition.await();
76 } catch (InterruptedException e1) {
77 e1.printStackTrace();
78 }
79 }
80 u.flag = true; // 把共享变量flag变为true
81 System.out.println(u.name + "----" + u.age);
82 condition.signal();
83
84 } catch (Exception e) {
85
86 } finally {
87 u.lock.unlock();
88 }
89
90 }
91 }
92 }
93
94 // 模拟生产者和消费者，线程间的通讯
95 public class ThreadDemo4 {
96 public static void main(String[] args) {
97 User u = new User();
98 Condition condition = u.lock.newCondition();
99 Input i = new Input(u, condition);
100 Out o = new Out(u, condition);
101 i.start();
102 o.start();
103 }
104
105 }
以上这几种就是配合使用的线程通讯问题的解决方式。
原文地址：https://www.cnblogs.com/liclBlog/p/9380476.html
时间： 2024-08-28 02:24:15