從生產(chǎn)者/消費者模式角度思考線程間通信

多線程中等待/通知模式最經(jīng)典的案例就是“生產(chǎn)者/消費者”模式吕座。但此模式在使用上有幾種“變形”撞牢,還有一些小的注意事項缘薛,但原理是基于wait/notify的面徽。該模式可以通過操作值來實現(xiàn)泞边。

一生產(chǎn)與一消費

代碼清單1

//生產(chǎn)者
public class P {
    private String lock;

    public P(String lock) {
        super();
        this.lock = lock;
    }

    public void setValue() {
        try {
            synchronized (lock) {
                if (!ValueObject.value.equals("")) {
                    lock.wait();
                }
                String value = System.currentTimeMillis() + "_" + System.nanoTime();
                System.out.println("set的值是" + value);
                ValueObject.value = value;
                lock.notify();
            }

        } catch (InterruptedException e) {
            e.printStackTrace();
        }
    }
}

//消費者
public class C {

    private String lock;

    public C(String lock) {
        super();
        this.lock = lock;
    }

    public void getValue() {
        try {
            synchronized (lock) {
                if (ValueObject.value.equals("")) {
                    lock.wait();
                }
                System.out.println("get的值是" + ValueObject.value);
                ValueObject.value = "";
                lock.notify();
            }

        } catch (InterruptedException e) {
            e.printStackTrace();
        }
    }
}

//存儲值的對象
public class ValueObject {
    public static String value = "";
}

//生產(chǎn)者線程
public class ThreadP extends Thread {

    private P p;

    public ThreadP(P p) {
        super();
        this.p = p;
    }

    @Override
    public void run() {
        while (true) {
            p.setValue();
        }
    }
}

//消費者線程
public class ThreadC extends Thread {

    private C r;

    public ThreadC(C r) {
        super();
        this.r = r;
    }

    @Override
    public void run() {
        while (true) {
            r.getValue();
        }
    }
}

//運行類
public class Run {

    public static void main(String[] args) {

        String lock = new String("");
        P p = new P(lock);
        C r = new C(lock);

        ThreadP pThread = new ThreadP(p);
        ThreadC rThread = new ThreadC(r);

        pThread.start();
        rThread.start();
    }
}

運行結(jié)果

set的值是1514222349229_7168218698116
get的值是1514222349229_7168218698116
set的值是1514222349231_7168221053134
get的值是1514222349231_7168221053134
...

本示例是一個生產(chǎn)者和一個消費者進行數(shù)據(jù)的交互馍资,在控制臺中打印的日志set與get是交替運行的穴店。

多生產(chǎn)與多消費

代碼清單2

//生產(chǎn)者
public class P {

    private String lock;

    public P(String lock) {
        super();
        this.lock = lock;
    }

    public void setValue() {
        try {
            synchronized (lock) {
                while (!ValueObject.value.equals("")) {
                    System.out.println("生產(chǎn)者 "
                            + Thread.currentThread().getName() + " WAITING了★");
                    lock.wait();
                }
                System.out.println("生產(chǎn)者 " + Thread.currentThread().getName()
                        + " RUNNABLE了");
                String value = System.currentTimeMillis() + "_"
                        + System.nanoTime();
                ValueObject.value = value;
                lock.notifyAll();
            }

        } catch (InterruptedException e) {
            e.printStackTrace();
        }
    }
}
//消費者
public class C {

    private String lock;

    public C(String lock) {
        super();
        this.lock = lock;
    }

    public void getValue() {
        try {
            synchronized (lock) {
                while (ValueObject.value.equals("")) {
                    System.out.println("消費者"
                            + Thread.currentThread().getName() + " WAITING了☆");
                    lock.wait();
                }
                System.out.println("消費者" + Thread.currentThread().getName()
                        + " RUNNABLE了");
                ValueObject.value = "";
                lock.notifyAll();
            }

        } catch (InterruptedException e) {
            e.printStackTrace();
        }
    }
}
//生產(chǎn)者線程
public class ThreadP extends Thread {

    private P p;

    public ThreadP(P p) {
        super();
        this.p = p;
    }

    @Override
    public void run() {
        while (true) {
            p.setValue();
        }
    }
}
//消費者x
public class ThreadC extends Thread {

    private C r;

    public ThreadC(C r) {
        super();
        this.r = r;
    }

    @Override
    public void run() {
        while (true) {
            r.getValue();
        }
    }
}

public class ValueObject {

    public static String value = "";
}

public class Run {

    public static void main(String[] args) throws InterruptedException {

        String lock = new String("");
        P p = new P(lock);
        C r = new C(lock);

        ThreadP[] pThread = new ThreadP[2];
        ThreadC[] rThread = new ThreadC[2];

        for (int i = 0; i < 2; i++) {
            pThread[i] = new ThreadP(p);
            pThread[i].setName("生產(chǎn)者" + (i + 1));

            rThread[i] = new ThreadC(r);
            rThread[i].setName("消費者" + (i + 1));

            pThread[i].start();
            rThread[i].start();
        }

        Thread.sleep(5000);
        Thread[] threadArray = new Thread[Thread.currentThread()
                .getThreadGroup().activeCount()];
        Thread.currentThread().getThreadGroup().enumerate(threadArray);

        for (int i = 0; i < threadArray.length; i++) {
            System.out.println(threadArray[i].getName() + " "
                    + threadArray[i].getState());
        }
    }
}

運行結(jié)果

生產(chǎn)者 生產(chǎn)者1 RUNNABLE了
生產(chǎn)者 生產(chǎn)者1 WAITING了★
消費者消費者1 RUNNABLE了
消費者消費者1 WAITING了☆
消費者消費者2 WAITING了☆
生產(chǎn)者 生產(chǎn)者2 RUNNABLE了
生產(chǎn)者 生產(chǎn)者2 WAITING了★
消費者消費者2 RUNNABLE了
消費者消費者2 WAITING了☆
消費者消費者1 WAITING了☆
生產(chǎn)者 生產(chǎn)者1 RUNNABLE了
生產(chǎn)者 生產(chǎn)者1 WAITING了★
...

注意事項

比較上面兩種模式琢岩,主要改動了兩處投剥。

  • if()判斷改為while()循環(huán),重新判斷條件担孔,避免邏輯混亂;
  • notify()改為notifyAll()避免進入“假死”狀態(tài)江锨。

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