1.线程间通信
指的是多个线程在处理同一个资源,但是处理的动作(线程的任务)却不相同。
那么为什么要去处理线程间通信呢?
多个线程并发执行时, 在默认情况下CPU是随机切换线程的,当我们需要多个线程来【共同完成一件任务】,并且我们希望他们有【规律的执行】, 那么多线程之间需要一些协调通信,以此来帮我们达到多线程共同操作一份数据。
如何保证线程间通信有效利用资源:
多个线程在处理同一个资源,并且任务不同时,需要线程通信来帮助解决线程之间对同一个变量的使用或操作。 就是多个线程在操作同一份数据时, 避免对同一共享变量的争夺。也就是我们需要通过一定的手段使各个线程能有效的利用资源。而这种手段即—— 等待唤醒机制。
2.等待唤醒机制
就是指多个线程间的一种协作机制。因为在线程之间并不是只存在竞争,像争夺锁,线程之间也会有协作机制,一起合作完成某些任务。
就是在一个线程进行了规定操作后,就进入等待状态(wait()), 等待其他线程执行完他们的指定代码过后 再将其唤醒(notify());在有多个线程进行等待时,如果需要,可以使用 notifyAll()来唤醒所有的等待线程。
wait/notify 就是线程间的一种协作机制。
void wait()
在其他线程调用此对象的 notify()方法或 notifyAll()方法前,导致当前线程等待
void notify()
唤醒在此对象监视器上等待的单个线程
void notifyAll()
唤醒在此对象监视器上等待的所有线程
【注意】:
- wait方法与notify方法必须要由同一个锁对象调用。因为:对应的锁对象可以通过notify唤醒使用同一个锁对象调用的wait方法后的线程。
- wait方法与notify方法是属于Object类的方法的。因为:锁对象可以是任意对象,而任意对象的所属类都是继承了Object类的。
- wait方法与notify方法必须要在同步代码块或者是同步函数中使用。因为:必须要通过锁对象调用这2个方法。
典型案例:生产者与消费者问题(卖包子)
【分析】
【程序演示】
资源类:包子类
设置包子的属性
皮
馅
包子的状态;有true,没有false
public class BaoZi {
String pi;
String xian;
//包子的状态;有true,没有false,设置初始值为false没有包子
boolean flag = false;
}
生产者(包子铺)类:是一个线程类,可以继承Thread
设置线程任务(run):生产包子
对包子的状态进行判断
true:有包子
包子铺调用wait方法进入等待状态
false:没有包子
包子铺生产包子
增加一些趣味性:交替生产两种包子
有两种状态(%2==0)
包子铺生产好了包子
修改包子的状态为true有
唤醒吃货线程,让吃货线程吃包子
注意:
包子铺线程和吃货线程关系--->通信(互斥)
必须采用同步技术保证两个线程只能有一个在执行
锁对象必须保证唯一,可以使用包子对象作为锁对象
包子铺类和吃货类就需要把包子对象作为参数传递进来
1.需要在成员位置创建一个包子变量
2.使用带参数的构造方法,为这个包子变量赋值
public class BaoZiPu extends Thread{
//1.需要在成员位置创建一个包子变量
private BaoZi bz;
// 2.使用带参数的构造方法,为这个包子变量赋值
public BaoZiPu(String name,BaoZi bz) {
this.bz = bz;
}
//设置线程任务(run):生产包子
@Override
public void run() {
//定义一个变量
int count = 0;
//让包子铺多生产几次包子
while (true){
//必须采用同步技术保证两个线程只能有一个在执行
synchronized (bz) {
//对包子的状态进行判断
if (bz.flag == true) {
try {
bz.wait();
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
}
//没有包子,被唤醒之后执行,包子铺生产包子
//增加一些趣味性:交替生产两种包子
System.out.println("包子铺开始做包子");
if (count % 2 ==0) {
//生产 “薄皮三鲜馅包子”
bz.pi = "薄皮";
bz.xian = "三鲜馅";
}else {
//生产 “冰皮五仁馅包子”
bz.pi = "冰皮";
bz.xian = "五仁馅";
}
count++;
System.out.println("包子铺正在生产:" + bz.pi + bz.xian +"包子");
//生产包子需要3秒钟
try {
Thread.sleep(3000);
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
//包子铺生产好了包子,修改包子的状态为true
bz.flag = true;
//唤醒吃货线程,让吃货线程吃包子
bz.notify();
System.out.println("包子铺做好了" + bz.pi+bz.xian+ "包子,吃货开吃了。");
}
}
}
}
消费者(吃货)类:是一个线程类,可以继承Thread
设置线程任务(run):吃包子
对包子的状态进行判断
false;么有包子
吃货调用wait方法进入等待状态
true:有包子
吃货吃包子
吃货吃完包子
修改包子的状态为false没有
吃货唤醒包子铺线程,生产包子
public class ChiHuo extends Thread{
//1.需要在成员位置创建一个包子变量
private BaoZi bz;
// 2.使用带参数的构造方法,为这个包子变量赋值
public ChiHuo(String name,BaoZi bz) {
super(name);
this.bz = bz;
}
//设置线程任务(run):吃包子
@Override
public void run() {
// 对包子的状态进行判断
while (true){
synchronized (bz){
if (bz.flag == false){
try {
bz.wait();
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
}
//被唤醒之后执行的代码,吃包子
System.out.println("吃货正在吃" +bz.pi+bz.xian+"包子");
//吃货吃完包子,修改包子的状态为false没有
bz.flag = false;
//吃货唤醒包子铺线程,生产包子
bz.notify();
System.out.println("吃货已经把"+bz.pi+bz.xian+"包子吃完了,包子铺开始生产包子");
System.out.println("=============================================");
}
}
}
}
测试类:
包含main方法,程序执行的入口,启动程序
创建包子对象;
创建包子铺线程,开启,生产包子;
创建吃货线程,开启,吃包子
public class Demo {
//包含main方法,程序执行的入口,启动程序
public static void main(String[] args) {
//创建包子对象;
BaoZi bz = new BaoZi();
//创建包子铺线程,开启,生产包子;
new BaoZiPu("包子铺",bz).start();
//创建吃货线程,开启,吃包子
new ChiHuo("吃货",bz).start();
}
}
【运行结果】: