线程协作、通信

• java提供了几个方法解决线程之间的通信问题

  方法名	作用
  wait()	表示线程一直等待，直到其他线程通知，与sleep不同，会释放锁
  wait(long timeout)	指定等待的毫秒数
  notify()	唤醒一个处于等待状态的线程
  notifyAll()	唤醒同一个对象上所以调用wait()方法的线程，优先级别高的线程优先调度

  注意：均是Object类的方法，都只能在同步方法或者同步代码块中使用，否则会抛出异常IllegalMonitorStateException

• 生产者消费者模式

• 解决方法：

  • 管程法

    package Thread;
    
    /* 测试生产者消费者模型
     * 利用缓冲区解决：管程法 */
    
    public class TestPC {
    
    	public static void main(String[] args) {
    		SynContainer container = new SynContainer();
    		
    		new Productor(container).start();
    		new Consumer(container).start();
    	}
    	
    }
    
    class Productor extends Thread{
    	SynContainer container;
    	
    	public Productor(SynContainer container) {
    		this.container = container;
    	}
    	
    	public void run() {
    		for(int i = 0; i < 50; i++) {
    			
    			container.push(new Chicken(i));
    			System.out.println("生产了第"+ i +"只鸡");
    			
    		}
    	}
    }
    
    class Consumer extends Thread{
    	SynContainer container;
    	
    	public Consumer(SynContainer container) {
    		this.container = container;
    	}
    	
    	public void run() {
    		for(int i = 0; i < 50; i++) {
    			System.out.println("消费了第" + container.pop().id + "只鸡");
    		}
    	}
    }
    
    class Chicken{
    	
    	int id;
    	public Chicken(int id) {
    		this.id = id;
    	}
    	
    }
    
    /* 缓冲区 */
    class SynContainer{
    	
    	/* 需要一个容器大小 */
    	Chicken[] chickens = new Chicken[10];
    	
    	/* 容器计数器 */
    	int count = 0;
    	
    	/* 生产者放入产品 */
    	public synchronized void push(Chicken chicken) {
    		/* 如果容器满了，就需要等待消费者消费 */
    		if(count == chickens.length) {
    			/* 通知消费者消费，生产者等待 */
    			try {
    				this.wait();
    			} catch (InterruptedException e) {
    				// TODO Auto-generated catch block
    				e.printStackTrace();
    			}
    		}
    		/* 如果没有满，我们就需要丢入产品 */
    		chickens[count] = chicken;
    		count++;
    		
    		/* 可以通知消费者消费了 */
    		this.notifyAll();
    	}
    	
    	/* 消费者消费产品 */
    	public synchronized Chicken pop() {
    		
    		/* 判断能否消费 */
    		if(count == 0) {
    			/* 等待生产者生产，消费者等待 */
    			try {
    				this.wait();
    			} catch (InterruptedException e) {
    				// TODO Auto-generated catch block
    				e.printStackTrace();
    			}
    		}
    		
    		/* 如果可以消费 */
    		count--;
    		Chicken chicken = chickens[count];
    		
    		/* 消费完了通知生产者生产 */
    		this.notifyAll();
    		return chicken;
    	}
    	
    	
    }
    

  • 信号灯法

    package Thread;
    
    /* 测试生产者消费者问题2
     * 信号灯法，标志位解决 */
    public class TestPC2 {
    
    	public static void main(String[] args) {
    		TV tv = new TV();
    		new Player(tv).start();
    		new Watcher(tv).start();
    	}
    	
    }
    
    /* 生产者：演员 */
    class Player extends Thread{
    	
    	TV tv;
    	public Player(TV tv) {
    		this.tv = tv;
    	}
    	
    	public void run() {
    		for(int i = 0; i < 20; i++) {
    			if(i % 2 == 0) {
    				this.tv.play("A");
    			} else {
    				this.tv.play("B");
    			}
    		}
    	}
    	
    }
    
    /* 消费者：观众 */
    class Watcher extends Thread{
    	
    	TV tv;
    	public Watcher(TV tv) {
    		this.tv = tv;
    	}
    
    	public void run() {
    		for(int i = 0 ; i < 20; i++) {
    			tv.watch();
    		}
    	}
    }
    
    /* 产品：节目 */
    class TV{
    	/* 演员表演时，观众等待
    	 * 观众观看时，演员等待 */
    	
    	/* 表演的节目 */
    	String voice;
    	boolean flag = true;
    	
    	/* 演员表演 */
    	public synchronized void play(String voice) {
    		
    		if(!flag) {
    			try {
    				this.wait();
    			} catch (InterruptedException e) {
    				// TODO Auto-generated catch block
    				e.printStackTrace();
    			}
    		}
    		
    		System.out.println("演员表演了"+voice);
    		
    		/* 通知观众观看 */
    		this.notifyAll();
    		
    		this.voice = voice;
    		
    		this.flag = !this.flag;
    		
    	}
    	
    	/* 观众观看 */ 
    	public synchronized void watch() {
    		
    		if(flag) {
    			try {
    				this.wait();
    			} catch (InterruptedException e) {
    				// TODO Auto-generated catch block
    				e.printStackTrace();
    			}
    		}
    		
    		System.out.println("观众观看了"+voice);
    		
    		/* 通知演员表演 */
    		this.notifyAll();
    		
    		this.flag = !this.flag;
    	}
    }
    

线程池

• 背景：经常创建和销毁、使用量特别大的资源，比如并发情况下的线程，对性能影响很大

• 思路：提前创建好多个线程，放入线程池中，使用时直接获取，使用完放回池中。可以避免频繁创建销毁、实现重复利用，类似生活中的交通工具

• 好处

  • 提高响应速度（减少了创建新线程的时间）
  • 降低资源消耗（重复利用线程池中线程，不需要每次都创建）
  • 便于线程管理
    • corePoolSize：核心池的大小
    • maximunPoolSize：最大线程数
    • keepAliveTime：线程没有任务时最多保持多长时间后会终止

• jdk5.0起提供了线程池相关API：Executor和Executors

• ExecutorService:真正的线程池接口

  常见子类ThreadPoolExecutor

  • void executor(Runnable command):执行任务/命令，没有返回值，一般用来执行Runable
  • Future submit(Callable task):执行任务，有返回值，一般用来执行Callable
  • void shutdown(): 关闭连接池

• Executor：工具类、线程池的工厂类，用于创建并返回不同类型的线程池

package Thread;

import java.util.concurrent.ExecutorService;
import java.util.concurrent.Executors;

/* 测试线程池 */
public class TestPool {
	
	public static void main(String[] args) {
		/* 1.创建服务，创建线程池 */
		/* 参数为线程池的大小 */ 
		ExecutorService service = Executors.newFixedThreadPool(10);
		
		/* 执行 */
		service.execute(new MyThread());
		service.execute(new MyThread());
		service.execute(new MyThread());
		service.execute(new MyThread());
		
		/* 2.关闭连接 */
		service.shutdown();
	}
	
}

class MyThread implements Runnable{


	@Override
	public void run() {
		// TODO Auto-generated method stub

			System.out.println(Thread.currentThread().getName());
	}
	
}