Java-解决生产者和消费者问题

分析生产者和消费者案例存在的问题:

建议在生产姓名和性别之间以及在打印之前使用Thread.sleep(10);使效果更明显.

此时出现下面的情况:

凤姐-男

春哥哥-女

凤姐-男

凤姐-女

问题1:出现姓别紊乱的情况.

解决方案:只要保证在生产姓名和性别的过程保持同步,中间不能被消费者线程进来取走数据.

可以使用同步代码块/同步方法/Lock机制来保持同步性.

问题2:应该出现生产一个数据,消费一个数据.

应该交替出现:  春哥哥-男-->凤姐-女-->春哥哥-男-->凤姐-女.....

解决方案: 得使用 等待和唤醒机制.

出现上图现象的原因:

出现:凤姐-男的原因:

生产者先生产出春哥哥-男,此时消费者没有消费,生产者继续生产出姓名为凤姐,此时消费者开始消费了.

   重复出现凤姐-男和凤姐-女:

同步锁池:

同步锁必须选择多个线程共同的资源对象.

当前生产者在生产数据的时候(先拥有同步锁),其他线程就在锁池中等待获取锁.

当线程执行完同步代码块的时候,就会释放同步锁,其他线程开始抢锁的使用权.

多个线程只有使用相同的一个对象的时候,多线程之间才有互斥效果.

我们把这个用来做互斥的对象称之为,同步监听对象/同步锁.

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同步锁对象可以选择任意类型的对象即可,只需要保证多个线程使用的是相同锁对象即可.

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因为,只有同步监听锁对象才能调用wait和notify方法,所以,wait和notify方法应该存在于Object类中,而不是Thread类中.

线程通信-wait和notify方法介绍:

java.lang.Object类提供类两类用于操作线程通信的方法.

wait():执行该方法的线程对象释放同步锁,JVM把该线程存放到等待池中,等待其他的线程唤醒该线程.

notify:执行该方法的线程唤醒在等待池中等待的任意一个线程,把线程转到锁池中等待.

notifyAll():执行该方法的线程唤醒在等待池中等待的所有的线程,把线程转到锁池中等待.

注意:上述方法只能被同步监听锁对象来调用,否则报错IllegalMonitorStateException..

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假设A线程和B线程共同操作一个X对象(同步锁),A,B线程可以通过X对象的wait和notify方法来进行通信,流程如下:

1:当A线程执行X对象的同步方法时,A线程持有X对象的锁,B线程没有执行机会,B线程在X对象的锁池中等待.

2:A线程在同步方法中执行X.wait()方法时,A线程释放X对象的锁,进入A线程进入X对象的等待池中.

3:在X对象的锁池中等待锁的B线程获取X对象的锁,执行X的另一个同步方法.

4:B线程在同步方法中执行X.notify()方法时,JVM把A线程从X对象的等待池中移动到X对象的锁池中,等待获取锁.

5:B线程执行完同步方法,释放锁.A线程获得锁,继续执行同步方法.

线程通信-使用Lock和Condition接口:

wait和notify方法,只能被同步监听锁对象来调用,否则报错IllegalMonitorStateException.

那么现在问题来了,Lock机制根本就没有同步锁了,也就没有自动获取锁和自动释放锁的概念.

因为没有同步锁,所以Lock机制不能调用wait和notify方法.

解决方案:Java5中提供了Lock机制的同时提供了处理Lock机制的通信控制的Condition接口.

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从Java5开始,可以:

1):使用Lock机制取代synchronized 代码块和synchronized 方法.

2):使用Condition接口对象的await,signal,signalAll方法取代Object类中的wait,notify,notifyAll方法.