线程通信问题练习

别团等shy哥发育

发布于 2023-02-25 16:40:29

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一、涉及方法:

wait():一旦执行此方法，当前线程就进入阻塞状态，并释放同步监视器。
notify():一旦执行此方法，就会唤醒被wait的一个线程。如果有多个线程被wait，就唤醒优先级高的那个。
notifyAll():一旦执行此方法，就会唤醒所有被wait的线程。说明：

1.wait()，notify()，notifyAll()三个方法必须使用在同步代码块或同步方法中。 2.wait()，notify()，notifyAll()三个方法的调用者必须是同步代码块或同步方法中的同步监视器。否则，会出现IllegalMonitorStateException异常 3.wait()，notify()，notifyAll()三个方法是定义在java.lang.Object类中。

二、问题一：

使用两个线程打印 1-100。线程1, 线程2 交替打印

代码实现：

class Number implements Runnable{
    private int number = 1;
    private Object obj = new Object();
    @Override
    public void run() {

        while(true){
            synchronized (obj) {
                obj.notify();
                if(number <= 100){

                    try {
                        Thread.sleep(10);
                    } catch (InterruptedException e) {
                        e.printStackTrace();
                    }

                    System.out.println(Thread.currentThread().getName() + ":" + number);
                    number++;

                    try {
                        //使得调用如下wait()方法的线程进入阻塞状态
                        obj.wait();
                    } catch (InterruptedException e) {
                        e.printStackTrace();
                    }
                }else{
                    break;
                }
            }
        }
    }
}


public class CommunicationTest {
    public static void main(String[] args) {
        Number number = new Number();
        Thread t1 = new Thread(number);
        Thread t2 = new Thread(number);

        t1.setName("线程1");
        t2.setName("线程2");

        t1.start();
        t2.start();
    }
}

三、问题二：生产者/消费者问题

生产者(Productor)将产品交给店员(Clerk)，而消费者(Customer)从店员处取走产品，店员一次只能持有固定数量的产品(比如:20），如果生产者试图生产更多的产品，店员会叫生产者停一下，如果店中有空位放产品了再通知生产者继续生产；如果店中没有产品了，店员会告诉消费者等一下，如果店中有产品了再通知消费者来取走产品。这里可能出现两个问题：

生产者比消费者快时，消费者会漏掉一些数据没有取到。
消费者比生产者快时，消费者会取相同的数据。 分析：

是否是多线程问题？是，生产者线程，消费者线程
是否有共享数据？是，店员（或产品）
如何解决线程的安全问题？同步机制,有三种方法(同步代码块、同步方法、Lock锁)
是否涉及线程的通信？是

class Clerk{//售货员

    private int productCount = 0;
    //生产产品
    public synchronized void produceProduct() {

        if(productCount < 20){
            productCount++;
            System.out.println(Thread.currentThread().getName() + ":开始生产第" + productCount + "个产品");

            notify();

        }else{
            //等待
            try {
                wait();
            } catch (InterruptedException e) {
                e.printStackTrace();
            }
        }

    }
    //消费产品
    public synchronized void consumeProduct() {
        if(productCount > 0){
            System.out.println(Thread.currentThread().getName() + ":开始消费第" + productCount + "个产品");
            productCount--;

            notify();
        }else{
            //等待
            try {
                wait();
            } catch (InterruptedException e) {
                e.printStackTrace();
            }
        }

    }
}

class Producer extends Thread{//生产者

    private Clerk clerk;

    public Producer(Clerk clerk) {
        this.clerk = clerk;
    }

    @Override
    public void run() {
        System.out.println(getName() + ":开始生产产品.....");

        while(true){

            try {
                Thread.sleep(10);
            } catch (InterruptedException e) {
                e.printStackTrace();
            }

            clerk.produceProduct();
        }

    }
}

class Consumer extends Thread{//消费者
    private Clerk clerk;

    public Consumer(Clerk clerk) {
        this.clerk = clerk;
    }

    @Override
    public void run() {
        System.out.println(getName() + ":开始消费产品.....");

        while(true){

            try {
                Thread.sleep(30);
            } catch (InterruptedException e) {
                e.printStackTrace();
            }

            clerk.consumeProduct();
        }
    }
}

public class ProductTest {

    public static void main(String[] args) {
        Clerk clerk = new Clerk();

        Producer p1 = new Producer(clerk);
        p1.setName("生产者1");

        Consumer c1 = new Consumer(clerk);
        c1.setName("消费者1");
        Consumer c2 = new Consumer(clerk);
        c2.setName("消费者2");

        p1.start();
        c1.start();
        c2.start();

    }
}

这里生产者线程休眠时间10毫秒，消费者线程休眠时间30毫秒(两个)，所以生产者的生产速度快一些。

再将消费者线程的睡眠时间提高到20毫秒，由于有两个消费者线程，一个生产者线程，所以生产和消费的时间几乎一致。生产一个，消费一个

四、总结

sleep() 和 wait()的异同？ 1.相同点：一旦执行方法，都可以使得当前的线程进入阻塞状态。 2.不同点： 1）两个方法声明的位置不同：Thread类中声明sleep() , Object类中声明wait() 2）调用的要求不同：sleep()可以在任何需要的场景下调用。 wait()必须使用在同步代码块或同步方法中 3）关于是否释放同步监视器：如果两个方法都使用在同步代码块或同步方法中，sleep()不会释放锁，wait()会释放锁。

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原始发表：2021-04-22，如有侵权请联系 cloudcommunity@tencent.com 删除

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