七、Java高级特性(wait,notify/notifyAll)等待超时模式实现生产者消费者)

1、等待和通知机制(wait、notify)

wait()方法

使当前执行代码的线程进入等待的状态,该方法是Object类的方法,使当前线程进入预执行队列,使用wait()方法前,必须拿到对象级别的锁,即只能在同步方法里执行,执行wait方法之后会释放锁,线程进入了等待的状态。

notify方法

和wait方法一样,同样要拿到对象级别的锁,也就是只能在同步方法内执行。notify的作用是通知调用wait方法进入等待的线程,恢复执行。调用notify方法之后,不会立即释放锁,程wait状态的线程也不会立即拿到锁,只有调用notify方法的线程执行完同步方法之后,才会释放锁。释放锁完之后,当执行wait方法的线程拿到锁之后,就会恢复执行。

notifyAll方法

如果有多个线程调用了wait方法,只调用notify通知,则是随机通知某一个线程恢复执行,如果想要通知全部线程,则调用notifyAll方法

wait和sleep的区别

相同点:wait和sleep都会使当前线程暂停执行
不同点:
1、wait是Object类的方法,而sleep是Thread的方法
2、wait的执行必须要拿到对象级别的锁,也就是必须在同步方法里执行,而sleep不是必须的。
3、wait执行完之后,会立即释放锁,使得当前线程暂停执行。而sleep方法虽然是使得当前线程暂停执行,不会释放锁,也就是说当sleep执行在同步方法里的时候,会使得当前线程进入阻塞的状态。

2、生产者和消费者模式(实现线程之间的通信)

生产者

package com.company;

import java.util.Date;

/**
 * 生产者
 */
public class ProductThread extends Thread {
    private Goods goods;

    public ProductThread(Goods goods) {
        this.goods = goods;
    }

    @Override
    public void run() {
        super.run();
        while (true) {
            productGoods();
        }
    }

    /**
     * 生产商品
     */
    private void productGoods() {
        synchronized (goods) {
            try {
                //如果商品还没被消费,则先等被消费
                if (goods.getName() != null) {
                    goods.wait();
                }
                //如果已经被消费了,则生产商品
                goods.setName(new Date().getTime() + "");
                System.out.println("生产商品:" + goods.getName());
                //通知消费
                goods.notify();
                Thread.sleep(1000);

            } catch (InterruptedException e) {
                e.printStackTrace();
            }


        }

    }
}

消费者

package com.company;

/**
* 消费者
*/
public class ConsumerThread extends Thread {
   //消费商品
   private Goods goods;

   public ConsumerThread(Goods goods) {
       this.goods = goods;
   }

   @Override
   public void run() {
       super.run();
       while (true) {
           cosumerGoods();
       }
   }

   /**
    * 消费商品
    */
   private void cosumerGoods() {
       synchronized (goods) {
           try {
               //如果商品还没被生产,则先等生产
               if (goods.getName() == null) {
                   goods.wait();
               }
               System.out.println("消费商品:" + goods.getName());
               //如果商品已经生产了,直接消费商品
               goods.setName(null);
               //通知生产
               goods.notify();
               Thread.sleep(1000);
           } catch (InterruptedException e) {
               e.printStackTrace();
           }


       }

   }
}

商品

package com.company;

/**
 * 商品类
 */
public class Goods {
    private String name;

    public String getName() {
        return name;
    }

    public void setName(String name) {
        this.name = name;
    }
}

测试

package com.company;

public class MyMain {

    public static void main(String[] args) {
        Goods goods = new Goods();
        ProductThread productThread = new ProductThread(goods);
        ConsumerThread consumerThread = new ConsumerThread(goods);
        productThread.start();
        consumerThread.start();

    }
}

结果

生产商品:1607925851349
消费商品:1607925851349
生产商品:1607925853350
消费商品:1607925853350
生产商品:1607925855351
消费商品:1607925855351
生产商品:1607925857351
消费商品:1607925857351

生产者消费者模型分析

  • 生产者生产商品,当发现商品还没有被消费的时候,则进入等待状态。如果商品已经被消费没有了,则生产商品,通知消费者消费。
  • 消费者消费商品,当发现商品还没有被生产的时候,则进入等待状态。如果商品已经被生产了,则消费商品,通知生产者继续生产商品。
  • 生产者和消费者都需要对商品进行加锁,防止线程安全问题。
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