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這篇“Java中怎么使用wait和notify實現(xiàn)線程間的通信”文章的知識點大部分人都不太理解,所以小編給大家總結(jié)了以下內(nèi)容,內(nèi)容詳細,步驟清晰,具有一定的借鑒價值,希望大家閱讀完這篇文章能有所收獲,下面我們一起來看看這篇“Java中怎么使用wait和notify實現(xiàn)線程間的通信”文章吧。
線程是并發(fā)并行的執(zhí)行,表現(xiàn)出來是線程隨機執(zhí)行,但是我們在實際應(yīng)用中對線程的執(zhí)行順序是有要求的,這就需要用到線程通信
線程通信為什么不使用優(yōu)先級來來解決線程的運行順序?
總的優(yōu)先級是由線程pcb中的優(yōu)先級信息和線程等待時間共同決定的,所以一般開發(fā)中不會依賴優(yōu)先級來表示線程的執(zhí)行順序
看下面這樣的一個場景:面包房的例子來描述生產(chǎn)者消費者模型
有一個面包房,里面有面包師傅和顧客,對應(yīng)我們的生產(chǎn)者和消費者,而面包房有一個庫存用來存儲面包,當(dāng)庫存滿了之后就不在生產(chǎn),同時消費者也在購買面包,當(dāng)庫存面包賣完了之后,消費者必須等待新的面包生產(chǎn)出來才能繼續(xù)購買
分析:對于何時停止生產(chǎn)何時停止消費就需要應(yīng)用到線程通信來準確的傳達生產(chǎn)和消費信息
wait():讓當(dāng)前線程持有的對象鎖釋放并等待
wait(long timeout):對應(yīng)的參數(shù)是線程等待的時間
notify():喚醒使用同一個對象調(diào)用wait進入等待的線程,重新競爭對象鎖
notifyAll():如果有多個線程等待,notifyAll是全部喚醒 ,notify是隨機喚醒一個
注意:
這幾個方法都屬于Object類中的方法
必須使用在synchronized同步代碼塊/同步方法中
哪個對象加鎖,就是用哪個對象wait,notify
調(diào)用notify后不是立即喚醒,而是等synchronized結(jié)束以后,才喚醒
調(diào)用wait方法后:
使執(zhí)行當(dāng)前代碼的線程進行等待(線程放在等待隊列)
釋放當(dāng)前的鎖
滿足一定條件時被喚醒,重新嘗試獲取鎖
wait等待結(jié)束的條件:
其他線程調(diào)用該對象的notify方法
wait等待時間超時(timeout參數(shù)來指定等待時間)
其他線程調(diào)用interrupted方法,導(dǎo)致wait拋出InterruptedException異常
當(dāng)使用wait不帶參數(shù)的方法時,喚醒線程等待就需要使用notify方法
這個方法是喚醒那些等待該對象的對象鎖的線程,使他們可以重新獲取該對象的對象鎖
如果有多個線程等待,則由線程調(diào)度器隨機挑選出一個呈wait 狀態(tài)的線程(不存在先來后到)
在notify()方法后,當(dāng)前線程不會馬上釋放該對象鎖,要等到執(zhí)行notify()方法的線程將程序執(zhí)行完,也就是退出同步代碼塊之后才會釋放對象鎖
該方法和notify()方法作用一樣,只是喚醒的時候,將所有等待的線程都喚醒
notify()方法只是隨機喚醒一個線程
前提說明:
有2個面包師傅,面包師傅一次可以做出兩個面包
倉庫可以存儲100個面包
有10個消費者,每個消費者一次購買一個面包
注意:
消費和生產(chǎn)是同時并發(fā)并行進行的,不是一次生產(chǎn)一次消費
實現(xiàn)代碼:
public class Bakery { private static int total;//庫存 public static void main(String[] args) { Producer producer = new Producer(); for(int i = 0;i < 2;i++){ new Thread(producer,"面包師傅-"+(i-1)).start(); } Consumer consumer = new Consumer(); for(int i = 0;i < 10;i++){ new Thread(consumer,"消費者-"+(i-1)).start(); } } private static class Producer implements Runnable{ private int num = 3; //生產(chǎn)者每次生產(chǎn)三個面包 @Override public void run() { try { while(true){ //一直生產(chǎn) synchronized (Bakery.class){ while((total+num)>100){ //倉庫滿了,生產(chǎn)者等待 Bakery.class.wait(); } //等待解除 total += num; System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"生產(chǎn)面包,庫存:"+total); Thread.sleep(500); Bakery.class.notifyAll(); //喚醒生產(chǎn) } Thread.sleep(500); } } catch (InterruptedException e) { e.printStackTrace(); } } } private static class Consumer implements Runnable{ private int num = 1; //消費者每次消費1個面包 @Override public void run() { try { while(true){ //一直消費 synchronized (Bakery.class){ while((total-num)<0){ //倉庫空了,消費者等待 Bakery.class.wait(); } //解除消費者等待 total -= num; System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"消費面包,庫存:"+total); Thread.sleep(500); Bakery.class.notifyAll(); //喚醒消費 } Thread.sleep(500); } } catch (InterruptedException e) { e.printStackTrace(); } } } }
部分打印結(jié)果:
阻塞隊列是一個特殊的隊列,也遵循“先進先出”的原則,它是線程安全的隊列結(jié)構(gòu)
特性:典型的生產(chǎn)者消費者模型,一般用于做任務(wù)的解耦和消峰
隊列滿的時候,入隊列就堵塞等待(生產(chǎn)),直到有其他線程從隊列中取走元素
隊列空的時候,出隊列就堵塞等待(消費),直到有其他線程往隊列中插入元素
生產(chǎn)者消費者模式就是通過一個容器來解決生產(chǎn)者和消費者的強耦合問題
生產(chǎn)者和消費者彼此之間不直接通信,而通過阻塞隊列來進行通信,所以生產(chǎn)者生產(chǎn)完數(shù)據(jù)之后等待消費者處理,直接扔給阻塞隊列,消費者不找生產(chǎn)者要數(shù)據(jù),而是直接從阻塞隊列里取
阻塞隊列就相當(dāng)于一個緩沖區(qū),平衡了生產(chǎn)者和消費者的處理能力
阻塞隊列也能使生產(chǎn)者和消費者之間解耦
上述面包房業(yè)務(wù)的實現(xiàn)就是生產(chǎn)者消費者模型的一個實例
在 Java 標(biāo)準庫中內(nèi)置了阻塞隊列, 如果我們需要在一些程序中使用阻塞隊列, 直接使用標(biāo)準庫中的即可
BlockingQueue 是一個接口. 真正實現(xiàn)的類是 LinkedBlockingQueue
put 方法用于阻塞式的入隊列, take 用于阻塞式的出隊列
BlockingQueue 也有 offer, poll, peek 等方法, 但是這些方法不帶有阻塞特性
BlockingDeque<String> queue = new LinkedBlockingDeque<>(); queue.put("hello"); //如果隊列為空,直接出出隊列就會阻塞 String ret = queue.take(); System.out.println(ret);
這里使用數(shù)組實現(xiàn)一個循環(huán)隊列來模擬阻塞隊列
當(dāng)隊列為空的時候,就不能取元素了,就進入wait等待,當(dāng)有元素存放時,喚醒
當(dāng)隊列為滿的時候,就不能存元素了,就進入wait等待,當(dāng)鈾元素取出時,喚醒
實現(xiàn)代碼:
public class MyBlockingQueue { //使用數(shù)組實現(xiàn)一個循環(huán)隊列,隊列里面存放的是線程要執(zhí)行的任務(wù) private Runnable[] tasks; //隊列中任務(wù)的數(shù)量,根據(jù)數(shù)量來判斷是否可以存取 private int count; private int putIndex; //存放任務(wù)位置 private int takeIndex; //取出任務(wù)位置 //有參的構(gòu)造方法,表示隊列容量 public MyBlockingQueue(int size){ tasks = new Runnable[size]; } //存任務(wù) public void put(Runnable task){ try { synchronized (MyBlockingQueue.class){ //如果隊列容量滿了,則存任務(wù)等待 while(count == tasks.length){ MyBlockingQueue.class.wait(); } tasks[putIndex] = task; //將任務(wù)放入數(shù)組 putIndex = (putIndex+1) % tasks.length; //更新存任務(wù)位置 count++; //更新存放數(shù)量 MyBlockingQueue.class.notifyAll(); //喚醒存任務(wù) } } catch (InterruptedException e) { e.printStackTrace(); } } //取任務(wù) public Runnable take(){ try { synchronized (MyBlockingQueue.class){ //如果隊列任務(wù)為空,則取任務(wù)等待 while(count==0){ MyBlockingQueue.class.wait(); } //取任務(wù) Runnable task = tasks[takeIndex]; takeIndex = (takeIndex+1) % tasks.length; //更新取任務(wù)位置 count--; //更新存放數(shù)量 MyBlockingQueue.class.notifyAll(); //喚醒取任務(wù) return task; } } catch (InterruptedException e) { throw new RuntimeException("存放任務(wù)出錯",e); } } }
相同點:
都可以讓線程放棄執(zhí)行一段時間
不同點:
??wait用于線程通信,讓線程在等待隊列中等待
??sleep讓線程阻塞一段時間,阻塞在阻塞隊列中
??wait需要搭配synchronized使用,sleep不用搭配
??wait是Object類的方法,sleep是Thread的靜態(tài)方法
以上就是關(guān)于“Java中怎么使用wait和notify實現(xiàn)線程間的通信”這篇文章的內(nèi)容,相信大家都有了一定的了解,希望小編分享的內(nèi)容對大家有幫助,若想了解更多相關(guān)的知識內(nèi)容,請關(guān)注億速云行業(yè)資訊頻道。
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