JAVA Review-应用程序开发-JAVA多线程-线程通信

秒速五厘米 2022-05-22 11:04 199阅读 0赞

## 前言 ##

前面一节中我们学习如何在多线程中确保共享数据的线程安全。本节我们将学一下如何实现多线程间的通信。  
首先在JAVA中有很多方式实现多线程间的通信。本节将着重讲学习如何使用synchronized+notify+wait+flag的方式来实现多线程的通信。  
首先我们先了解一下一些概念：

*  wait()  
    
    
     *  令当前线程挂起并放弃CPU、同步资源，使别的线程可访问并修改共享资源，而当前线程排队等候再次对资源的访问
 *  notify()  
    
    
     *  唤醒正在排队等待同步资源的线程中优先级最高者结束等待。
 *  notifyAll ()  
    
    
     *  唤醒正在排队等待资源的所有线程结束等待。

> wait()、notify()、notifyAll () 只能在synchronized修饰的代码块或者方法中使用！，是多线程通信的独有方法。

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## 示例 ##

我们将通过一些例子来学习java多线程通信。

*  生产者与消费者  
    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。
    
        class Clerk{ //店员
            int product;
        
            public synchronized void addProduct(){
             //生产产品
                if(product >= 20){
                    try {
                        wait();
                    } catch (InterruptedException e) {
                        // TODO Auto-generated catch block
                        e.printStackTrace();
                    }
                }else{
                    product++;
                    System.out.println(Thread.currentThread().getName() + ":生产了第" + product + "个产品");
                    notifyAll();
                }
            }
            public synchronized void consumeProduct(){
             //消费产品
                if(product <= 0){
                    try {
                        wait();
                    } catch (InterruptedException e) {
                        // TODO Auto-generated catch block
                        e.printStackTrace();
                    }
                }else{
                    System.out.println(Thread.currentThread().getName() + ":消费了第" + product + "个产品");
                    product--;
                    notifyAll();
                }
            }
        }
        
        class Producer implements Runnable{ //生产者
            Clerk clerk;
        
            public Producer(Clerk clerk){
                this.clerk = clerk;
            }
            public void run(){
                System.out.println("生产者开始生产产品");
                while(true){
                    try {
                        Thread.currentThread().sleep(100);
                    } catch (InterruptedException e) {
                        // TODO Auto-generated catch block
                        e.printStackTrace();
                    }
                    clerk.addProduct();
        
                }
            }
        }
        class Consumer implements Runnable{ //消费者
            Clerk clerk;
            public Consumer(Clerk clerk){
                this.clerk = clerk;
            }
            public void run(){
                System.out.println("消费者消费产品");
                while(true){
                    try {
                        Thread.currentThread().sleep(10);
                    } catch (InterruptedException e) {
                        // TODO Auto-generated catch block
                        e.printStackTrace();
                    }
                    clerk.consumeProduct();
                }
            }
        }
        
        
        public class produceAndConsumer{ 
            public static void main(String[] args) {
                Clerk clerk = new Clerk();
                Producer p1 = new Producer(clerk);
                Consumer c1 = new Consumer(clerk);
                Thread t1 = new Thread(p1);//一个生产者的线程
                Thread t2 = new Thread(c1);//一个消费者的线程
        
                t1.setName("生产者1");
                t2.setName("消费者1");
        
        
                t1.start();
                t2.start();
        
            }
        }

> 程序设计思路：在上例中，生产者和消费者只负责生产产品和消费产品，至于什么时候(库存>=0)该生产什么时候(0<库存<20)可以消费取决于店员，因而店员将是统一调度生产者生产和消费者消费的关键所在。

*  两个打印机交替打印
    
     *  两个打印机交替打印1-100内的整数
     *  代码示例
        
            ```
                package coreJavaReview.thread;
            
                class PrintNum implements Runnable {
                    int num = 1;
                    Object obj = new Object();
                    public void run() {
                        while (true) {
                            synchronized (obj) {
                                obj.notify();
                                if (num <= 100) {
                                    try {
                                        Thread.currentThread().sleep(10);
                                    } catch (InterruptedException e) {
                                        // TODO Auto-generated catch block
                                        e.printStackTrace();
                                    }
                                    System.out.println(Thread.currentThread().getName() + ":"
                                            + num);
                                    num++;
                                } else {
                                    break;
                                }
            
                                try {
                                    obj.wait();
                                } catch (InterruptedException e) {
                                    // TODO Auto-generated catch block
                                    e.printStackTrace();
                                }
                            }
                        }
                    }
            
                }
            
                public class ThreadCommunicationCross {
                    public static void main(String[] args) {
                        PrintNum p = new PrintNum();
                        Thread t1 = new Thread(p);
                        Thread t2 = new Thread(p);
            
                        t1.setName("A");
                        t2.setName("B");
            
                        t1.start();
                        t2.start();
                    }
                }
            
                ```
        
        > 程序设计思路：两台打印机交替打印，每次只能有一台机器在打印，也需要要求是多线程安全的，此时要求获得打印资格的打印机必须在打印完毕之后放弃(放弃CPU资源)打印资格。
     *  多线程按照顺序循环地执行
        
         *  场景说明  
            开启三个线程顺序地执行输出1-150整数。，每个线程持续输出连续的5个整数。
         *  代码示例
            
                package coreJavaReview.thread;
                
                public class ThreadCrossCommunicationTest {   
                    public static void main(String[] args) {  
                        Object obj = new Object();  
                        for(int i=1;i<=3;i++){
                         //传入对象锁 和 i值 
                
                            new Thread(new MyThread2(obj,i), "线程"+i).start();  
                        }  
                    }  
                }  
                class MyThread2 implements Runnable{   
                    private static int i = 0;//打印的值 1-75 
                    private static int count=0;//计数 三次一轮回 
                    private Object obj;  
                    private int n;//接参 i值 
                    public MyThread2(Object obj,int n) {  
                        this.obj=obj;  
                        this.n = n;  
                    }  
                
                
                    @Override  
                    public void run() {  
                        synchronized (obj) {  
                            while(i<150){
                         //i++ 在代码块 所以到74就可以了 
                
                                obj.notifyAll();//唤醒所有线程 
                
                                if(count%3!=(n-1)){ //找出下一个线程 不正确的线程等待 
                
                                    try {  
                                        obj.wait();  
                                    } catch (InterruptedException e) {  
                                        // TODO Auto-generated catch block 
                                        e.printStackTrace();  
                                    }  
                                }  
                                i++;  
                                System.out.println(Thread.currentThread().getName()+": "+i);  
                                if(i%5 == 0){ //打印了五次后 此线程让出资源，等待 
                                    try {  
                                        count++; //count是static修饰 ，为了共享 
                                        System.out.println();  
                                        obj.wait();  
                                    } catch (InterruptedException e) {  
                                        e.printStackTrace();  
                                    }  
                                }  
                            }  
                        }  
                    }  
                
                }