1.生产者和消费者
应用场景：生产者和消费者的问题
- 假设仓库中只能存放一件产品，生产者将生产出来的产品放入仓库，消费者将仓库中的产品取走消费。
- 如果仓库没有产品，则生产者将产品放入仓库，否则停止生产并等待，直到仓库中的产品被消费者取走为止。
- 如果仓库中放有产品，则消费者可以将产品取走消费，否则停止消费并等待，直到仓库中再次放入产品为止。
这是一个线程同步问题，生产者和消费者共享同一个资源，并且生产者和消费者之间互相依赖，互为条件。
-
对于生产者，没有生产产品之前要通知消费者等待，生产之后，又马上通知消费者
-
对于消费者，在消费之后，通知生产者已经结束消费，需要新的产品以供消费
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在生产者消费者问题中，仅有synchronized是不够的
- synchronized可以阻止并发更新同一个共享资源，实现同步
- synchronized不能用来实现不同线程之间的消息传递(通信)
java提供了几个方法解决线程之间的通信问题
注意：均是Object类的方法，程序wait(停止)之后再被唤醒会从这里继续程序运行，都只能在同步方法或者同步代码块中使用，否则会抛出异常iLLegalMonitorStateException
import java.util.concurrent.*;
.wait()——让当前线程 (Thread.concurrentThread() 方法所返回的线程) 释放对象锁并进入等待（阻塞）状态。
.notify()——唤醒一个正在等待相应对象锁的线程，使其进入就绪队列，以便在当前线程释放锁后竞争锁，进而得到CPU的执行。
notifyAll()——唤醒所有正在等待相应对象锁的线程，使它们进入就绪队列，以便在当前线程释放锁后竞争锁，进而得到CPU的执行。
2.管程法通信（有点懵）
设置缓冲区
生产者：负责生产数据的模块（可能是方法，对象，线程，进程）
消费者：负责处理数据的模块（肯能是方法，线程，对象，进程）
缓冲区：将生产好的数据放入缓冲区，消费者从缓冲区拿出数据
产品：操纵的数据对象
//测试，生产者消费者模型，利用缓冲区解决：管程法
//生产者，消费者，缓冲区，产品
public class testPC {
public static void main(String[] args) {
SynContainer container = new SynContainer();
new Productor(container).start();
new Consumer(container).start();
}
}
//生产者
class Productor extends Thread{
SynContainer container;
public Productor(SynContainer container){
this.container = container;
}
//生产
@Override
public void run() {
for (int i = 0; i < 10; i++) {
container.push(new Chicken(i));
System.out.println("生产了第" + i + "只鸡");
}
}
}
//消费者
class Consumer extends Thread{
SynContainer container;
public Consumer(SynContainer container){
this.container = container;
}
//消费
@Override
public void run() {
for (int i = 0; i < 10; i++) {
System.out.println("消费了第" + container.pop().id + "只鸡");
}
}
}
//产品
class Chicken{
int id;//产品编号
public Chicken(int id) {
this.id = id;
}
}
//缓冲区
class SynContainer{
//需要一个容器大小
Chicken[] chickens = new Chicken[10];
int count = 0;
//生产者放入产品
public synchronized void push(Chicken chicken){
//如果容器满了，则等待消费者消费
if(count == chickens.length){
//通知消费者消费，生产等待
try {
this.wait();
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
}
//如果容器没满，就丢入产品
chickens[count] = chicken;//给数组的指定下标赋值
count ++;
//通知消费者可以消费了
this.notifyAll();
}
//消费者取走产品
public synchronized Chicken pop(){
//如果容器为空，则生产者生产,消费者等待
if(count == 0){
//通知生产者生产
try {
this.wait();
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
}
//如果容器不为空，就可以消费
count--;
Chicken chicken = chickens[count];
//吃完了，通知生产者生产
this.notifyAll();
return chicken;
}
}
3.信号灯法通信
设置标志位
生产者：负责生产数据的模块（可能是方法，对象，线程，进程）
消费者：负责处理数据的模块（肯能是方法，线程，对象，进程）
产品(节目)
//生产者消费者问题解决方式2，信号灯号法，利用标志位
public class testPC2 {
public static void main(String[] args) {
TV tv = new TV();
new Player(tv).start();
new Watcher(tv).start();
}
}
//生产者----演员
class Player extends Thread{
TV tv;
public Player(TV tv){
this.tv = tv;
}
@Override
public void run() {
for (int i = 0; i < 10; i++) {
tv.play("矮脚虎");
System.out.println("演员拍摄了第" + i + "部剧");
}
}
}
//消费者----观众
class Watcher extends Thread{
TV tv;
public Watcher(TV tv){
this.tv = tv;
}
@Override
public void run() {
for (int i = 0; i < 10; i++) {
tv.watch();
System.out.println("观众观看了第" + i + "部剧");
}
}
}
//产品----节目
class TV{
//演员拍戏，观众等待；flag == true
//观众看戏，演员等待；flag == false
String voice;//演员表演的节目
Boolean flag = true;//标志位
//拍戏
public synchronized void play(String voice){
if(!flag){
try {
this.wait();
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
}
System.out.println("演员拍摄了" + voice + "节目");
//通知观众观看
this.notifyAll();
this.voice = voice;
flag = !this.flag;
}
//观看
public synchronized void watch(){
if(flag){
try {
this.wait();
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
}
System.out.println("观众观看了" + voice + "节目");
//通知演员拍戏
this.notifyAll();
flag = !this.flag;
}
}
4、线程池
背景：经常创建和销毁、使用量特别大的资源，比如并发情况下的线程，对性能影响很大。
思路：提前创建好多个线程，放入线程池中，使用时直接获取，使用完放回池中。可以避免频繁的创建和销毁、实现重复利用。类似生活中的公共交通工具
好处：
-
提高响应速度（减少了创建新线程的时间）
-
降低资源消耗（重复利用线程池中的线程，不需要每次都创建）
-
便于线程管理（）
- corePoolSize：核心池的大小
- maxmumPoolSize：最大线程数
- keepAliveTime：线程没有任务时最多保持多长时间后会终止
jdk5起提供了线程池APi： ExecutorService和Executors
ExecutorService：真正的线程池接口。常见子类ThreadPoolExecutor
- void execute(Runnable command):执行任务/命令，没有返回值，一般用来执行Runnable
- Futuresubmit(Callable task):执行任务，有返回值，一般用来执行Callable
- void shutdown():关闭连接池
Executors：工具类、线程池的工厂类，用于创建并返回不同类型的线程池
import java.util.concurrent.ExecutorService;
import java.util.concurrent.Executors;
public class testPool {
public static void main(String[] args) {
//创建线程池
//newFixedThreadPool(10);参数为线程池大小
ExecutorService service = Executors.newFixedThreadPool(10);
//执行
service.execute(new Mythread());
service.execute(new Mythread());
service.execute(new Mythread());
//关闭连接
service.shutdown();
}
}
class Mythread implements Runnable{
@Override
public void run() {
System.out.println(Thread.currentThread().getName());
}
}