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一、等待唤醒机制
概念：多个线程在处理同一个资源，但是处理的动作（线程的任务）却不相同。
例如：线程A用来生成包子的，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，那么线程A与线程B之间就存在线程通信问题。
1.1 等待唤醒机制
1.1.1 三个问题
问题一：为什要进行线程通信？
多个线程并发执行时, 在默认情况下CPU是随机切换线程的，当我们需要多个线程来共同完成一件任务，并且我们 希望他们有规律的执行, 那么多线程之间需要一些协调通信，以此来帮我们达到多线程共同操作一份数据。
问题二：如何保证线程间通信有效利用资源？
多个线程在处理同一个资源，并且任务不同时，需要线程通信来帮助解决线程之间对同一个变量的使用或操作。 就 是多个线程在操作同一份数据时， 避免对同一共享变量的争夺。也就是我们需要通过一定的手段使各个线程能有效 的利用资源。而这种手段即—— 等待唤醒机制。
问题三：什么是等待唤醒机制？
这是多个线程间的一种协作机制。谈到线程我们经常想到的是线程间的竞争（race），比如去争夺锁，但这并不是 故事的全部，线程间也会有协作机制。就好比在公司里你和你的同事们，你们可能存在在晋升时的竞争，但更多时 候你们更多是一起合作以完成某些任务。 就是在一个线程进行了规定操作后，就进入等待状态（wait()）， 等待其他线程执行完他们的指定代码过后 再将 其唤醒（notify()）;在有多个线程进行等待时， 如果需要，可以使用 notifyAll()来唤醒所有的等待线程。 wait/notify 就是线程间的一种协作机制。
1.1.2 等待唤醒中的方法
1、wait：线程不再活动，不再参与调度，进入 wait set 中，因此不会浪费 CPU 资源，也不会去竞争锁了，这时 的线程状态即是 WAITING。它还要等着别的线程执行一个特别的动作，也即是“通知（notify）”在这个对象 上等待的线程从wait set 中释放出来，重新进入到调度队列（ready queue）中 。
2、notify：则选取所通知对象的 wait set 中的一个线程释放；例如，餐馆有空位置后，等候就餐最久的顾客最先入座。
3、notifyAll：则释放所通知对象的 wait set 上的全部线程。
注意：
哪怕只通知了一个等待的线程，被通知线程也不能立即恢复执行，因为它当初中断的地方是在同步块内，而 此刻它已经不持有锁，所以她需要再次尝试去获取锁（很可能面临其它线程的竞争），成功后才能在当初调 用 wait 方法之后的地方恢复执行。
总结如下： 如果能获取锁，线程就从 WAITING 状态变成 RUNNABLE 状态； 否则，从 wait set 出来，又进入 entry set，线程就从 WAITING 状态又变成 BLOCKED 状态
1.1.3 调用wait和notify方法需要注意的细节
一、wait方法与notify方法必须要由同一个锁对象调用。因为：对应的锁对象可以通过notify唤醒使用同一个锁对 象调用的wait方法后的线程。
二、wait方法与notify方法是属于Object类的方法的。因为：锁对象可以是任意对象，而任意对象的所属类都是继 承了Object类的。
三、wait方法与notify方法必须要在同步代码块或者是同步函数中使用。因为：必须要通过锁对象调用这2个方 法。
1.2 生产者和消费者问题
问题描述：以生产消费包子为例来说明等待唤醒机制如何有效利用资源。
包子铺线程生产包子，吃货线程消费包子。看下面流程：
代码演示：其中消费者是吃货，生产者是包子铺。
包子类资源：
/*
资源类:包子类
设置包子的属性
皮
陷
包子的状态: 有 true,没有 false
*/
public class BaoZi {
//皮
String pi;
//陷
String xian;
//包子的状态：有true，没有false，设置初始值为false没有包子
boolean flag = false;
}
消费者线程：
/*
消费者(吃货)类:是一个线程类,可以继承Thread
设置线程任务(run):吃包子
对包子的状态进行判断
false:没有包子
吃货调用wait方法进入等待状态
true:有包子
吃货吃包子
吃货吃完包子
修改包子的状态为false没有
吃货唤醒包子铺线程,生产包子
*/
public class ChiHuo extends Thread {
//1.需要在成员位置创建一个包子变量
private BaoZi bz;
//2.使用带参数构造方法，为这个包子变量赋值
public ChiHuo(BaoZi bz) {
this.bz = bz;
}
//设置线程任务（run）：吃包子
@Override
public void run(){
//使用死循环，让吃货已知吃包子
while(true){
//必须使用同步技术保证两个线程只能有一个在执行
synchronized (bz){
//对包子状态进行判断
if(bz.flag==false){
//吃货调用wait方法进入等待状态
try{
bz.wait();
}catch (InterruptedException e){
e.printStackTrace();
}
//被唤醒之后执行的代码
System.out.println("吃货正在吃："+bz.pi+bz.xian+"的包子");
//吃货吃完包子，修改包子的状态为false没有
bz.flag = false;
//吃货唤醒包子铺线程，生产包子
bz.notify();
System.out.println("吃货已经把："+bz.pi+bz.xian+"的包子吃完了，包子铺开始生产包子");
System.out.println("-----------------------");
}
}
}
}
}
生产者线程:
/*
生产者(包子铺)类:是一个线程类,可以继承Thread
设置线程任务(run):生产包子
对包子的状态进行判断
true:有包子
包子铺调用wait方法进入等待状态
false:没有包子
包子铺生产包子
增加一些趣味性:交替生产两种包子
有两种状态(i%2==0)
包子铺生产好了包子
修改包子的状态为true有
唤醒吃货线程,让吃货线程吃包子
注意:
包子铺线程和包子线程关系-->通信(互斥)
必须同时同步技术保证两个线程只能有一个在执行
锁对象必须保证唯一,可以使用包子对象作为锁对象
包子铺类和吃货的类就需要把包子对象作为参数传递进来
1.需要在成员位置创建一个包子变量
2.使用带参数构造方法,为这个包子变量赋值
*/
public class BaoZiPu extends Thread{
//1.需要在成员位置创建一个包子变量
private BaoZi bz;
//2.使用带参数的构造方法，为这个包子变量赋值
public BaoZiPu(BaoZi bz){
this.bz = bz;
}
//设置线程任务（run）：生产包子
@Override
public void run() {
//定义一个变量
int count = 0;
//让包子铺一直生产包子
while(true){
//必须是使用同步技术保证两个线程只能有一个在执行
synchronized (bz){
//对包子的状态进行判断
if(bz.flag==true){
//包子铺调用wait方法进入等待状态
try {
bz.wait();
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
}
//被唤醒之后执行，包子铺生产包子
//增加一些趣味性：交替生产两种包子
if(count%2==0){
//生产 薄皮三鲜馅包子
bz.pi = "薄皮";
bz.xian = "三鲜馅";
}else{
//生产 冰皮 牛肉大葱馅
bz.pi = "冰皮";
bz.xian = "牛肉大葱馅";
}
count++;
System.out.println("包子铺正在生产："+bz.pi+bz.xian+"包子");
//生产包子需要3秒钟
try{
Thread.sleep(3000);
}catch (InterruptedException e){
e.printStackTrace();
}
//包子铺生产好了包子，修改包子的状态为true
bz.flag = true;
//唤醒吃货线程，让吃货线程吃包子
bz.notify();
System.out.println("包子铺已经生产好了："+bz.pi+bz.xian+"包子，吃货可以开始吃了");
}
}
}
}
测试类：
/*
测试类:
包含main方法,程序执行的入口,启动程序
创建包子对象;
创建包子铺线程,开启,生产包子;
创建吃货线程,开启,吃包子;
*/
public class Demo {
public static void main(String[] args) {
//创建包子类
BaoZi bz = new BaoZi();
//创建包子铺线程，开启，生产包子
new BaoZiPu(bz).start();
//创建吃货线程，开启，吃包子
new ChiHuo(bz).start();
}
}
执行结果：
二、线程池
2.1 线程池思想概述
我们使用线程的时候就去创建一个线程，这样实现起来非常简便，但是就会有一个问题： 如果并发的线程数量很多，并且每个线程都是执行一个时间很短的任务就结束了，这样频繁创建线程就会大大降低 系统的效率，因为频繁创建线程和销毁线程需要时间。 那么有没有一种办法使得线程可以复用，就是执行完一个任务，并不被销毁，而是可以继续执行其他的任务？ 在Java中可以通过线程池来达到这样的效果。
2.2 线程池概念
线程池：其实就是一个容纳多个线程的容器，其中的线程可以反复使用，省去了频繁创建线程对象的操作， 无需反复创建线程而消耗过多资源。
2.3 线程池的使用
Java里面线程池的顶级接口是java.util.concurrent.Executor，但是严格意义上讲 Executor 并不是一个线程池，而只是一个执行线程的工具。真正的线程池接口是 java.util.concurrent.ExecutorService 。 要配置一个线程池是比较复杂的，尤其是对于线程池的原理不是很清楚的情况下，很有可能配置的线程池不是较优 的，因此在 java.util.concurrent.Executors 线程工厂类里面提供了一些静态工厂，生成一些常用的线程池。官 方建议使用Executors工程类来创建线程池对象。
Executors类中有个创建线程池的方法如下：
public static ExecutorService newFixedThreadPool(int nThreads) ：返回线程池对象。(创建的是有界线 程池,也就是池中的线程个数可以指定最大数量)
获取到了一个线程池ExecutorService 对象，那么怎么使用呢，在这里定义了一个使用线程池对象的方法如下：
public Future<?> submit(Runnable task) :获取线程池中的某一个线程对象，并执行 Future接口：用来记录线程任务执行完毕后产生的结果。线程池创建与使用。
使用线程池中线程对象的步骤：
- 创建线程池对象。
- 创建Runnable接口子类对象。(task)
- 提交Runnable接口子类对象。(take task)
- 关闭线程池(一般不做)。
代码演示：
Runnable实现类代码：
public class MyRunnable implements Runnable{
@Override
public void run() {
System.out.println("我要一个教练");
try {Thread.sleep(2000);
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
System.out.println("教练来了： " + Thread.currentThread().getName());
System.out.println("教我游泳,交完后，教练回到了游泳池");
}
}
线程池测试类：
public class ThreadPoolDemo {
public static void main(String[] args) {
// 创建线程池对象
ExecutorService service = Executors.newFixedThreadPool(2);//包含2个线程对象
// 创建Runnable实例对象
MyRunnable r = new MyRunnable();
//自己创建线程对象的方式
// Thread t = new Thread(r);
// t.start(); ‐‐‐> 调用MyRunnable中的run()
// 从线程池中获取线程对象,然后调用MyRunnable中的run()
service.submit(r);
// 再获取个线程对象，调用MyRunnable中的run()
service.submit(r);
service.submit(r);
// 注意：submit方法调用结束后，程序并不终止，是因为线程池控制了线程的关闭。
// 将使用完的线程又归还到了线程池中
// 关闭线程池
service.shutdown();
}
}
总结
都是自己学习的笔记，供大家参考和自己后期巩固，不足之处还望指教。
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