1. 线程通信的理解
当我们需要多个线程来共同完成同一个任务，并且我们希望他们有规律的执行，那么多线程之间久需要一些通信机制。可以协调他们的工作，以此实现多线程之间共同操作同一份数据。
比如：线程A用来生产包子的，线程B用来吃包子的，包子可以理解为同一资源，线程A与线程B处理的动作，一个是生产，一个是消费，此时B线程必须等到A线程完成后才能执行，那么线程A与线程B之间就需要线程通信，即—— 等待唤醒机制。
2. 涉及的3个方法
方法 | 描述 |
|---|---|
wait() | 使线程进行等待状态，并释放锁 |
notify() | 唤醒正待等待的线程 |
notifyAll() | 唤醒所有正在等待的锁 |
注意点：
- 这3个方法的使用，必须是在synchronized同步代码块或同步方法中，Lock的线程通信方法如下：
private Lock lock = new ReentrantLock();public Condition condition = lock.newCondition();- condition.await()：使线程进行等待状态，并释放锁
- condition.signal()：唤醒正待等待的线程
- condition.signalAll()：唤醒所有正在等待的锁
- 此3个方法的调用者，必须是同步监视器，否则会报IllegalMonitorStateException。
- 此3个方法是Object类下的，因而可以在任意对象中使用。
3. wait() 和 sleep() 的区别？
相同点： 一旦执行，都会进入阻塞状态。
不同点：
- 声明位置：
- wait()：声明在Object类中
- sleep()：声明在Thread类中，静态的
- 使用场景
- wait()：只能用在 synchronized 的同步方法或同步代码块中
- sleep()：可以在任何地方使用
- 在synchronized中使用
- wait()：一旦执行，会释放锁
- sleep()：一旦执行，不会释放锁
- 结束阻塞方式：
- wait()：到达时间自动结束阻塞，或 通过notify()唤醒结束阻塞
- sleep()：到达时间自动结束阻塞
4.生产者&消费者DEMO
等待唤醒机制可以解决经典的“生产者与消费者”的问题。生产者与消费者问题（英语：Producer-consumer problem），也称有限缓冲问题（英语：Bounded-buffer problem），是一个多线程同步问题的经典案例。该问题描述了两个（多个）共享固定大小缓冲区的线程——即所谓的“生产者”和“消费者”——在实际运行时会发生的问题。
生产者的主要作用是生成一定量的数据放到缓冲区中，然后重复此过程。与此同时，消费者也在缓冲区消耗这些数据。该问题的关键就是要保证生产者不会在缓冲区满时加入数据，消费者也不会在缓冲区中空时消耗数据。
举例：
生产者(Productor)将产品交给店员(Clerk)，而消费者(Customer)从店员处取走产品，店员一次只能持有固定数量的产品(比如:20），如果生产者试图生产更多的产品，店员会叫生产者停一下，如果店中有空位放产品了再通知生产者继续生产；如果店中没有产品了，店员会告诉消费者等一下，如果店中有产品了再通知消费者来取走产品。
类似的场景，比如厨师和服务员等。
生产者与消费者问题中其实隐含了两个问题：
- 线程安全问题：因为生产者与消费者共享数据缓冲区，产生安全问题。不过这个问题可以使用同步解决。
- 线程的协调工作问题：
- 要解决该问题，就必须让生产者线程在缓冲区满时等待(wait)，暂停进入阻塞状态，等到下次消费者消耗了缓冲区中的数据的时候，通知(notify)正在等待的线程恢复到就绪状态，重新开始往缓冲区添加数据。同样，也可以让消费者线程在缓冲区空时进入等待(wait)，暂停进入阻塞状态，等到生产者往缓冲区添加数据之后，再通知(notify)正在等待的线程恢复到就绪状态。通过这样的通信机制来解决此类问题。
代码实现：
代码语言：javascript复制package priv.kuki.thread;
/**
* @author Tang-J-L
* 生产者&消费者
* 生产者（Producer）将产品交给店员（Clerk），而消费者（Customer）从店员处取走产品，店员一次只能持有固定数量的产品（比如：20），
* 如果生产者试图生产更多的产品，店员会叫生产者停一下；如果店中还有空位放产品了再通知生产者继续生产，如果店中没有产品了，店员会告诉消费者等一下，
* 如果店中有产品了再通知消费者来取走产品。
*
* 分析：
* 1.两个线程：生产者、消费者
* 2.共享数据：产品数量
* 3.线程之间存在通信
* 4.存在线程安全问题，需要解决（因为有共享数据）
*
* TODO:
* 1.创建Clear、Producer、Customer三个类
* 2.产品数量由店员维护（提供增加，减少产品数量的方法）
* 3.
*
* @Date 2023/2/28 周二 14:59
*/
class Clerk{
/**
* 维护商品数量
*/
private int productNum = 0;
/**
* 商品最大数量，避免魔法值
*/
private static final int MAX_NUMBER = 20;
/**
* 商品最低数量，避免魔法值
*/
private static final int MIN_NUMBER = 0;
/**
* 商品增加
*/
public synchronized void increase(){
if (productNum >= MAX_NUMBER) {
try{
// 等待
wait();
} catch(InterruptedException e){
e.printStackTrace();
}
}else {
productNum ;
System.out.println(Thread.currentThread().getName() "生产了第" productNum "个商品");
// 唤醒消费者
this.notifyAll();
}
}
/**
* 商品数量减少
*/
public synchronized void reduce(){
if (productNum <= MIN_NUMBER) {
try{
// 等待
wait();
} catch(InterruptedException e){
e.printStackTrace();
}
}else {
System.out.println(Thread.currentThread().getName() "消费了第" productNum "个商品");
productNum--;
// 唤醒生产者
this.notifyAll();
}
}
}
/**
* 生产者
*/
class Producer extends Thread{
private Clerk clerk;
Producer(Clerk clerk){
this.clerk = clerk;
}
@Override
public void run(){
while(true){
System.out.println("生产者开始生产商品...");
try{
Thread.sleep(50);
} catch(InterruptedException e){
throw new RuntimeException(e);
}
clerk.increase();
}
}
}
/**
* 消费者
*/
class Customer extends Thread{
private Clerk clerk;
Customer(Clerk clerk){
this.clerk = clerk;
}
@Override
public synchronized void run(){
while(true){
System.out.println("消费者开始消费商品...");
try{
Thread.sleep(1000);
} catch(InterruptedException e){
throw new RuntimeException(e);
}
clerk.reduce();
}
}
}
/**
* 测试类
* @author Tang-J-L
*/
public class ProducerAndCustomerTest{
public static void main(String[] args){
// 共享数据，通过同一个数据创建线程，实现数据共享
Clerk clerk = new Clerk();
Producer producer = new Producer(clerk);
Customer customer1 = new Customer(clerk);
Customer customer2 = new Customer(clerk);
producer.setName("生产者");
customer1.setName("消费者1");
customer2.setName("消费者2");
producer.start();
customer1.start();
customer2.start();
}
}
