java多线程（三）生产消费模型（wait和notify）

柔情只为你懂 2022-01-29 03:35 174阅读 0赞

### 生产消费模型 ###

*  一、Object自带的方法
 *   *  1.wait
     *  2.notify和notifyAll
 *  二、生产消费模式
 *   *  1.前言
     *  2.uml图
     *  3.代码
     *  4.结果
     *  5. 总结

# 一、Object自带的方法 #

## 1.wait ##

> 1.1 wait（）方法，在其他线程调用notify和notifyAll方法之前，当前线程等待。  
> 什么意思了，就是在当某一个线程在执行一个任务时，这个任务是一个方法，方法中有一个wait方法，当线程执行到这句时，就会停止执行，当前线程处于阻塞状态，但是会释放对象锁，意思就是会把钥匙交出去，这时候其他线程试图拿到了此对象锁，进行执行该任务，只有当执行到了任务里面的notify和notifyAll方法时，那个处于阻塞状态的线程才会被唤醒。

> 1.2 wait（long timeout）这个方法呢，和上一个方法类似，但是不同的一点是，就算没有其他线程来调用notify方法，当超过了它传入的时候后，线程也会被唤醒。

## 2.notify和notifyAll ##

> 2.1 notify方法刚才应用上上面讲的wait（）方法，调用notify方法后，便会唤醒在执行该任务的等待的单个线程。

> 2.2 notifyAll方法，与上面不同的便是，notify只会唤醒等待的单个线程，但如果有多个线程都是该任务的等待线程，这时便可以使用notifyAll唤醒所以的等待线程。

# 二、生产消费模式 #

## 1.前言 ##

> 1.1 为了更好的了解wait和notify方法，我们引入了生产消费模式来加强我们的理解，这两个方法也通常用于这种模式中，实现的场景。比如一个公司有内网。现在我们的服务器是在外网中。在外网的服务器如果有一个用户登录了，需要通知到内网进行知晓。这时我们便可以建一个中间服务器来通过生产消费模式来进行监听，当然java中的EJB，JMS这些消息传递也难实现，但这里主要是讲生产消费模式。外网中有一个用户登录，代表生产了一个信息，中间服务器进行接受，然后把这条消息传递到内网，实现消费过程。这个列子可能比较抽象，其实生产消费模式，也就是你负责炸爆米花，我负责吃

## 2.uml图 ##

> 2.1 这里我还是把任务和线程分开来写，就在Thread里面写任务内容更方便，我分开的目的还是要明确一点，线程是线程，任务是任务，线程只是执行任务的工具。

![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3FxXzM1MTUxMzQ2_size_16_color_FFFFFF_t_70]

## 3.代码 ##

> 3.1 Productor为生产类。用来生产产品，queue为我们传入的仓库对象，仓库是有限的，当仓库的东西满了之后，便停止生产。调用了wait方法，电源就好比是线程，生产机械就是这个类，用来生产东西，当不需要生产时，拔掉电源就好了。

package com.test;
    
    import java.util.Queue;
    import java.util.Random;
    
    public class Productor{
    
    	private Queue<String> queue;
    	
    	private int maxthing;
    	public  Productor(Queue<String> queue,int maxthing){
    		this.queue=queue;
    		this.maxthing=maxthing;
    	}
    	
    	public  void pro(){
    		while (true) {
    			synchronized(queue){
    				while (queue.size()== maxthing) {
    					System.out.println("仓库已满"+
    							Thread.currentThread().getName()+"进入wait状态");
    					try {
    						queue.wait();
    					} catch (InterruptedException e) {
    						e.printStackTrace();
    					}
    				}
    				//仓库没满，可继续生产
    				System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"生产一个，仓库总量:"+queue.size());
    				queue.offer("爆米花");
    				queue.notifyAll();
    				try {
    	                Thread.sleep(new Random().nextInt(1000));
    	            } catch (InterruptedException e) {
    	                e.printStackTrace();
    	            }
    			}
    		}
    	}
    
    }

> 3.2 Customer为我们的消费类，当仓库没有物品时候，我们就无法消费，便只有等待仓库有物品时来唤醒我们当前的等待线程来消费。

package com.test;
    
    import java.util.Queue;
    import java.util.Random;
    
    public class Customer {
    	
    	private Queue<String> queue;
    	
    	public  Customer(Queue<String> queue,int maxthing){
    		this.queue=queue;
    	}
    	
    	public  void cus(){
    		while(true){
    			synchronized(queue){
    				while (queue.size()== 0) {
    					System.out.println("仓库已空"+
    							Thread.currentThread().getName()+"进入wait状态");
    					try {
    						queue.wait();
    					} catch (InterruptedException e) {
    						e.printStackTrace();
    					}
    				}
    				//仓库没空，可消费
    				System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"消费一个，仓库总量:"+queue.size());
    				queue.poll();
    				queue.notifyAll();
    				try {
    	                Thread.sleep(new Random().nextInt(1000));
    	            } catch (InterruptedException e) {
    	                e.printStackTrace();
    	            }
    			}
    		}
    	}
    }

> 3.3 ThreadProduct生产线程，用来执行我们的生产任务。

package com.test;
    
    public class ThreadProduct extends Thread{
    
    	private Productor productor;
    	
    	public ThreadProduct(String name,Productor productor) {
    		super(name);
    		this.productor=productor;
    	}
    	
    	@Override
    	public void run() {
    		productor.pro();
    	}
    }

> 3.4 ThreadCustom消费线程，用来执行我们的消费任务。

package com.test;
    
    public class ThreadCustom extends Thread{
    	
    	private Customer customer;
    	
    	public ThreadCustom(String name,Customer customer) {
    		super(name);
    		this.customer=customer;
    	}
    	
    	@Override
    	public void run() {
    		customer.cus();
    	}
    }

> 3.5 Test4测试类

package com.test;
    
    import java.util.LinkedList;
    import java.util.Queue;
    
    public class Test4 {
    	
    	private static int MAXTHING=10;
    	
    	private static Queue<String> queue=new LinkedList<String>();
    	
    	public static void main(String[] args) {
    		Productor productor=new Productor(queue, MAXTHING);
    		Customer customer=new Customer(queue, MAXTHING);
    		Thread pr1=new ThreadProduct("pr1",productor);
    		Thread pr2=new ThreadProduct("pr2",productor);
    		Thread cu1=new ThreadCustom("cu1",customer);
    		Thread cu2=new ThreadCustom("cu2",customer);
    		pr1.start();
    		pr2.start();
    		cu1.start();
    		cu2.start();
    	}
    }

## 4.结果 ##

> 4.1 运行结果：  
> pr1生产一个，仓库总量:0  
> pr1生产一个，仓库总量:1  
> pr1生产一个，仓库总量:2  
> pr1生产一个，仓库总量:3  
> pr1生产一个，仓库总量:4  
> pr1生产一个，仓库总量:5  
> pr1生产一个，仓库总量:6  
> pr1生产一个，仓库总量:7  
> pr1生产一个，仓库总量:8  
> pr1生产一个，仓库总量:9  
> 仓库已满pr1进入wait状态  
> cu2消费一个，仓库总量:10  
> cu2消费一个，仓库总量:9  
> cu2消费一个，仓库总量:8  
> cu2消费一个，仓库总量:7  
> cu2消费一个，仓库总量:6  
> cu2消费一个，仓库总量:5  
> cu2消费一个，仓库总量:4  
> cu2消费一个，仓库总量:3

> 4.2 结果分析，不出意外的话，我们的程序会一直运行下去，不停的生产，不停的消费。

## 5. 总结 ##

> 5.1 wait和notify都是属于object的方法，所以我们任何类都可以去调用这两个方法。

> 5.2 额外说一下，sleep方法也可以是线程休眠，但是sleep方法是线程独有了，就好比一种是主动，一种是被动，就好比，你在公司上班，老板是线程，你是任务，老板叫你去哪，你就去哪，调用wait方法，是你自己辞职，不想让老板指挥你了，而调用sleep方法，是老板炒你鱿鱼，他不想指挥你了，虽然最种你都不会被别人指挥，结果相同，但过程不一样。sleep不会释放锁，wait会释放锁。你主动辞职了，证明你有能力，想去更好的地方发展，其他老板也都很愿意要你，你可以去其他公司。但是老板炒你鱿鱼，代表你真的不行，其他公司也不愿收留你。列子虽然举得不恰当，但大概是这意思。其实并不复杂，你多看两遍，多理解下，就很容易区分。当然线程还有其他很多方法，这里就不细讲了，主要在于进步，而不要想什么一天就搞懂。以前我有个室友，期末的时候看了两个小时高数书，他说他会了，结果挂了，人家一学期都学不懂的，你又怎么可能短时间学会，后来我们就经常比喻，你以为你是两个小时学完高数哦。扯多了，大概就是这意思。其实我也是个初入互联网的菜鸟，边学习，边写笔记。不要怕自己讲错了，不讲你永远不知道自己对不对，讲出来了，你好歹知道自己哪里不对，该怎么改。希望各位大神指出错误之处或不足之处，一定改之。

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