多线程-wait、notify、sleep

本文介绍了Java多线程中wait、notify和notifyAll的使用,探讨了它们为何定义在Object类以及与sleep方法的区别。通过实例展示了生产者消费者模式的实现,并讨论了线程状态、锁的释放与获取、线程通信中的常见问题,如交替打印奇偶数。同时,文章还解释了可重入锁的概念,并提醒了避免使用suspend和resume方法的原因。

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复习:

1.实现多线程的方法到底有1种还是2种还是4种?

2.怎样才是正确的线程启动方式?

3.如何正确停止线程?(难点)

4.线程的一生-6个状态(生命周期)

学习目标:

1.为什么线程通信的方法wait(),notify()和notifyAll()被定义在Object类?而sleep定义在Thread类里?

2.用3种方式实现生产者模式

3.JavaSE8和Java1.8和JDK 8 是什么关系,是同一个东西吗?

4.Join 和sleep和wait期间线程的状态分别是什么?为什么?

wait,notify,notifyAll

阻塞阶段->唤醒阶段->

在执行上述几种方法时,首先,我们是必须得先得到monitor即获得synchronized锁。才能执行上述几种方法。

其次,我们只能释放其中一个锁。

最后,这些方法是任何对象都可以调用的。

在持有多把锁的时候,要注意,该如何释放,释放谁,释放的时间等等。

被唤醒的4种情况:

注意:wait只会释放,其自己的锁。

package ThreadCommonMethod;
/**
 * @program:多线程和IO
 * @descripton:展示wait和notify的使用方法
 * @author:ZhengCheng
 * @create:2021/9/17-13:05
 **/
public class Wait {
    static Object object = new Object();
    static class Thread1 extends Thread{
        @Override
        public void run() {
            synchronized (object){
                System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"Begin");
                try {
                    object.wait();
                } catch (InterruptedException e) {
                    e.printStackTrace();
                }
            }
            System.out.println("线程"+Thread.currentThread().getName()+"获得了锁");
        }
    }
    static class Thread2 extends Thread{
        @Override
        public void run() {
            synchronized (object){
                object.notify();
                System.out.println("线程"+Thread.currentThread().getName()+"调用了notify");
            }
        }
    }
    public static void main(String[] args) throws InterruptedException {
        Thread1 thread1 = new Thread1();
        Thread2 thread2 = new Thread2();
        thread1.start();
        Thread.sleep(200);
        thread2.start();
    }
}

演示NotifyAll

package ThreadCommonMethod;
/**
 * @program:多线程和IO
 * @descripton:
 * @author:ZhengCheng
 * @create:2021/9/17-13:30
 **/
public class NotifyAll {
    static Object ob = new Object();
    static class Thread1 implements Runnable{
        @Override
        public void run() {
            synchronized (ob){
                System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"开始了");
                try {
                    ob.wait();
                } catch (InterruptedException e) {
                    e.printStackTrace();
                }
            }
            System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"被唤醒了");
        }
    }

    static class Thread3 extends Thread{
        @Override
        public void run() {
            synchronized (ob){
                ob.notifyAll();
                System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"唤醒了所有线程");
            }
        }
    }
    public static void main(String[] args) throws InterruptedException {
        Thread1 thread1 = new Thread1();

        Thread t1 = new Thread(thread1);
        Thread t2 = new Thread(thread1);

        Thread3 thread3 = new Thread3();
        t1.start();
        t2.start();

        Thread.sleep(1000);
        thread3.run();
    }
}

学习到了Notify、wait。我们可以尝试实现生产者和消费者模式。

那么首先,什么是生产者和消费者模式呢?

手写生产者消费者模式。尝试用自己的方式来完成。

答案:

package 消费者生产者模式;

import java.util.ArrayList;
import java.util.Date;
import java.util.List;

/**
 * @program:多线程和IO
 * @descripton:用wait和notify,不用阻塞队列。
 * @author:ZhengCheng
 * @create:2021/9/18-9:46
 **/
public class DemoAnswer {
    public static void main(String[] args) {
        EventStorage s = new EventStorage();
        Produ produ = new Produ(s);
        Consumer consumer = new Consumer(s);
        Thread thread1 = new Thread(produ);
        Thread thread2 = new Thread(consumer);
        thread1.start();
        thread2.start();
    }
    static class Produ implements  Runnable{
        private EventStorage storage ;

        public Produ(EventStorage storage) {
            this.storage = storage;
        }

        @Override
        public void run() {
            for (int i = 0; i < 100; i++) {
                storage.put();
            }
        }
    }
    static class Consumer implements Runnable{
        private EventStorage storage ;

        public Consumer(EventStorage storage) {
            this.storage = storage;
        }

        @Override
        public void run() {
            for (int i = 0; i < 100; i++) {
                storage.take();
            }
        }
    }

    static class EventStorage{
        private int Max_size;
        private List<Date> storage;

        public EventStorage() {
            Max_size = 10;
            this.storage = new ArrayList<>();
        }
        public synchronized void put(){
            while (storage.size()==Max_size){
                try {
                    wait();
                } catch (InterruptedException e) {
                    e.printStackTrace();
                }
            }
            storage.add(new Date());
            System.out.println("目前有几个"+storage.size());
            notify();
        }
        public synchronized void take(){
            while (storage.size()==0){
                try {
                    wait();
                } catch (InterruptedException e) {
                    e.printStackTrace();
                }
            }
            Date d = storage.remove(0);
            System.out.println("消费者消费了"+d);
            notify();
        }
    }
}

自己的写法日后再看问题在哪

题目:使用多线程,交替打印0-99

package ThreadKN.交替打印100;

/**
 * @program:多线程和IO
 * @descripton:两个线程交替打印
 * @author:ZhengCheng
 * @create:2021/9/17-22:14
 **/
public class demo {
    static int a =0;
    static Object lock = new Object();
    public static void main(String[] args) {
        d1 d1 = new d1();
        d2 d2 = new d2();
        Thread thread1 = new Thread(d1);
        Thread thread2 = new Thread(d2);
        thread1.start();
        thread2.start();
    }
    static class d1 implements Runnable{
        public d1() {
        }

        @Override
        public void run() {
            print();
        }
    }
    static void print(){
        while (a<100){
            synchronized (lock){
                System.out.println(a+++Thread.currentThread().getName());
                lock.notify();
                if (a<100){
                    try {
                        lock.wait();
                    } catch (InterruptedException e) {
                        e.printStackTrace();
                    }
                }
            }
        }
    }
     static class d2 implements Runnable{
         public d2() {
         }
         @Override
        public void run() {
            print();
        }
    }
}

 深入理解,为什么要先notify然后再lock。这个锁对象究竟是如何操作的?明天好好想想。

该锁是如何释放的?又是如何被另一个线程竞争到的?

 

常见问题:

两个线程交替打印0~100的奇偶数。

手写生产者消费者(线程之间的通信)

为什么wait()需要在同步代码块中,而为什么sleep不需要?

为什么线程里的wait、Notify、NotifyAll是在Object类,而sleep是定义在Thread类里的。

那如果真的调用了Thread.wait怎么样?

会比较混乱。因为首先Thread类是继承与Object,可以使用wait方法,但是我们知道,使用一个线程作为锁对象,会在操作上陷入逻辑上的混乱。

用suspend和resume来阻塞线程可以吗?为什么?

什么是可重入锁?

举例子:在class  A中有两个同步方法。如下:

package SynchronizedLock;

/**
 * @program:多线程和IO
 * @descripton:
 * @author:ZhengCheng
 * @create:2021/9/18-13:54
 **/
public class LockA {
    public synchronized void a(){
        b();
    }
    public synchronized void b(){
        System.out.println("。");
    }
}

 我们都知道,在同步方法中,我们要执行该方法,都要获取锁,而同步方法的锁就是LockA.class,那么在执行方法a时,某一线程获得了锁对象,进入方法体,要执行b这个同步方法,此时,该线程又能够得到这把锁,进入方法b中。这样重复得到方式的锁成为可重入锁。

线程执行synchronized同步代码块时再次重入该锁过程中抛异常,是否会释放锁 - rhyme - 博客园

 关于不同的休眠方式,对于wait,线程一旦wait就会自动释放掉moniter,而sleep不会。我们常用Thread.sleep来实现睡眠操作,但是我们以后可以尝试使用TimeUnit.SECONDS.sleep();

追其源码,其实现方式是相同的。

对于TimeUnit. .sleep,我们更方便通过对中间时间单位的更换,设计我们所需要暂停的时间。因为其底层,设计了毫秒值帮我们转化的方法。其次,在TimeUnit中,会有一个判断,如果毫秒值小于0,他是不会运行的,不会抛出异常,如果是Thread.sleep,那么是会抛出一个异常,从而中止我们的程序。

 

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