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线程通信

• 应用场景：生产者和消费者问题

  • 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，消费者将仓库中产品取走消费
  • 如果仓库中没有产品，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相互依赖，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。而生产了产品之后，又需要马上通知消费者消费
  • 对于消费者，在消费之后，要通知生产者已经结束消费，需要生产新的产品以供消费
  • 在生产者消费者问题中，仅有synchronized是不够的
    • synchronized可阻止并发更新同一个共享资源，实现了同步
    • synchronized不能用来实现不同线程之间的消息传递（通信）

• 解决线程之间通信问题的方法

解决方式1

并发协作模型“生产者/消费者模式”--->管程法

• 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（可能是方法，对象，线程，进程）；
• 缓冲区：消费者不能直接使用生产者的数据，他们之间有个缓冲区，生产者将生产好的数据放入缓冲区，消费者从缓冲区拿出数据

//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，产品，缓冲区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 < 100; i++) {            container.push(new Chicken(i));            System.out.println("生产了"+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 < 100; i++) {            System.out.println("消费了-->"+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];    //容器计数器    int count = 0;    //生产者放入产品    public synchronized void push(Chicken chicken){        //如果容器满了，就需要等待消费者消费        if (count==chickens.length){            //通知消费者消费，生产者等待            try {                this.wait();            } catch (InterruptedException e) {                e.printStackTrace();            }        }        //如果没有满，我们就需要丢入产品        chickens[count] = chicken;        count++;        //可以通知消费者消费了        this.notifyAll();    }    //消费者消费产品    public synchronized Chicken pop(){        //判断能否消费        if (count==0){            //等待生产者生产，消费者等待            try {                this.wait();            } catch (InterruptedException e) {                e.printStackTrace();            }        }        //如果可以消费        count--;        Chicken chicken = chickens[count];        //吃完了，通知生产者生产        this.notifyAll();        return chicken;    }}

解决方式2

• 并发协作模式“生产者/消费者模式”--->信号灯法

//测试生产者消费者问题2：信号灯法，标志位解决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 < 20; i++) {            if (i%2==0){                this.tv.play("快乐大本营播放中");            }else {                this.tv.play("抖音：记录美好生活");            }        }    }}//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 < 20; i++) {            tv.watch();        }    }}//产品-->节目class TV{    //演员表演，观众等待    //观众观看，演员等待    String voice;//表演的节目    boolean flag = true;    //表演    public synchronized void play(String voice){        if (!flag){            try {                this.wait();            } catch (InterruptedException e) {                e.printStackTrace();            }        }        System.out.println("演员表演了："+voice);        //通知观众观看        this.notifyAll();//通知唤醒        this.voice = voice;        this.flag = !this.flag;    }    //观看    public synchronized void watch(){        if (flag){            try {                this.wait();            } catch (InterruptedException e) {                e.printStackTrace();            }        }        System.out.println("观看了："+voice);        //通知演员表演        this.notifyAll();        this.flag = !this.flag;    }}

线程池

使用线程池

• 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。可以避免频繁创建销毁、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（重复利用线程池中线程，不需要每次都创建）
  • 便于线程管理（...）
    • corePoolSize：核心池的大小
    • maximumPoolSize：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
• JDK5.0起提供了线程池相关API：ExexutorService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
  • Future
    submit(Callable
    task)：执行任务，有返回值，一般又来执行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;//测试线程池public class TestPool {    public static void main(String[] args) {        //1.创建服务，创建线程池        //newFixedThreadPool 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());        service.execute(new MyThread());        //2.关闭链接        service.shutdown();    }}class MyThread implements Runnable{    @Override    public void run() {        System.out.println(Thread.currentThread().getName());    }}

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