wait-notify 实现生产者消费者模式

2023-10-20 10:44:36 浏览数 (2)

wait 和 nofity 在线程中的搭配使用,其实就是生产者消费者的一种应用。

一、为什么要有生产者消费者模式

在实际应使用多线程时,线程间的角色并不一完全一样的,有的线程负责生产数据,有的线程负责消费数据。所在就会有一种情况,就是: 生产者生产数据太快,消费者消费能力跟不上。

比较线程A 不断的new 对象,并将对象放到一个队列里,而线程B,不断的从队列里拿出数据进行逻辑操作。显然线程A new 对象这一操作会更快,如果一直持续下去内存有可能会被撑暴。

解决这个问题的思路之一就是:生产者-消费者模式

二、wait、notify 简单应用示例

Wait 类

代码语言:javascript复制
public class SimpleWaitTest implements Runnable {

    private Object object;

    public SimpleWaitTest(Object object) {
        this.object = object;
    }

    @Override
    public void run() {
        testMethod(object);
    }

    public void testMethod(Object lock) {
        synchronized (lock) {
            try {
                System.out.println("testMethod begin "   Thread.currentThread().getName());
                //1. 锁住自己
                lock.wait();
                System.out.println("testMethod be notify "   Thread.currentThread().getName());
                //4.唤醒 wait 线程
                lock.notify();
            } catch (InterruptedException e) {
                e.printStackTrace();
            }
        }
    }



    public void setObject(Object object) {
        this.object = object;
    }
}

notify 类

代码语言:javascript复制
public class SimpleNotifyTest implements Runnable {

    private Object object;

    public SimpleNotifyTest(Object object) {
        this.object = object;
    }

    @Override
    public void run() {
        syncMethod(object);
    }


    public void syncMethod(Object lock) {
        synchronized (lock) {
            try {
                System.out.println("syncMethod begin "   Thread.currentThread().getName());
                //2.唤醒 wait 线程后 wait
                lock.notify();
                //3.wait 住,等待唤醒
                lock.wait();
                System.out.println("syncMethod be notify "   Thread.currentThread().getName());
            } catch (InterruptedException e) {
                e.printStackTrace();
            }
        }
    }

    public void setObject(Object object) {
        this.object = object;
    }
}

测试 wait、notify

代码语言:javascript复制
/**
 * Created by kayle on 2016/12/16.
 */
public class Test {

    private static Object object = new Object();

    public static void main(String[] args) throws InterruptedException {
        SimpleWaitTest simpleWaitTest = new SimpleWaitTest(object);
        SimpleNotifyTest simpleNotifyTest = new SimpleNotifyTest(object);

        new Thread(simpleWaitTest).start();
        Thread.sleep(100);
        new Thread(simpleNotifyTest).start();
    }
}

三、生产者消费者模式

做用在于生产者执行完生产任务后,阻塞自己再唤醒消费者进行消费。是一种线程间的协作。 下面通过一个例子,打印奇偶数来看这一过程。

效果:交替打印奇数 和 偶数

1.设计

  1. 生产类
  2. 消费类
  3. 公共标识符,独立于生产为 和 消费类

为什么要分开生产类 和 消费类,因为如果业务相同的线程,使用线程池就可以完成,不需要这么麻烦,控制两个线程的频率。 两边代码几乎相同,不同的就是 flag 的初始值不相同,为了在程序启动时,一个线程先执行,别一个线程直接进行 wait 状态,等待唤醒。

代码语言:javascript复制
public class TwoThreadWaitNotify {
    private int start = 1;
    private boolean flag = false;
    public static void main(String[] args) {
        TwoThreadWaitNotify twoThread = new TwoThreadWaitNotify();
        Thread t1 = new Thread(new OuNum(twoThread));
        t1.setName("线程-A");

        Thread t2 = new Thread(new JiNum(twoThread));
        t2.setName("线程-B");

        t1.start();
        t2.start();
    }

    /**
     * 偶数线程
     */
    public static class OuNum implements Runnable {
        private TwoThreadWaitNotify number;
        public OuNum(TwoThreadWaitNotify number) {
            this.number = number;
        }
        @Override
        public void run() {
            while (number.start <= 100) {
                synchronized (TwoThreadWaitNotify.class) {
                    System.out.println("偶数线程抢到锁了");
                    if (number.flag) {
                        System.out.println(Thread.currentThread().getName()   "-->偶数"   number.start);
                        number.start  ;
                        number.flag = false;
                        TwoThreadWaitNotify.class.notify();
                    }else {
                        try {
                            TwoThreadWaitNotify.class.wait();
                        } catch (InterruptedException e) {
                            e.printStackTrace();
                        }
                    }
                }
            }
        }
    }

    /**
     * 奇数线程
     */
    public static class JiNum implements Runnable {
        private TwoThreadWaitNotify number;
        public JiNum(TwoThreadWaitNotify number) {
            this.number = number;
        }
        @Override
        public void run() {
            while (number.start <= 100) {
                synchronized (TwoThreadWaitNotify.class) {
                    System.out.println("奇数线程抢到锁了");
                    if (!number.flag) {
                        System.out.println(Thread.currentThread().getName()   "-->奇数"   number.start);
                        number.start  ;
                        number.flag = true;
                        TwoThreadWaitNotify.class.notify();
                    }else {
                        try {
                            TwoThreadWaitNotify.class.wait();
                        } catch (InterruptedException e) {
                            e.printStackTrace();
                        }
                    }
                }
            }
        }
    }
}

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