一个关于Java Thread wait(),notify()的实用例

一个关于Java Thread wait(),notify()的实用例

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// ProducerConsumer.java
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// @author 叶雨
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// 这是个很重要的Thread例子。需要注意的是：
// wait() 必须在synchronized 函数或者代码块里面
// wait()会让已经获得synchronized 函数或者代码块控制权的Thread暂时休息，并且丧失控制权
// 这个时候，由于该线程丧失控制权并且进入等待，其他线程就能取得控制权，并且在适当情况下调用notifyAll()来唤醒wait()的线程。
// 需要注意的是，被唤醒的线程由于已经丧失了控制权，所以需要等待唤醒它的线程结束操作，从而才能重新获得控制权。
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// 所以wait()的确是马上让当前线程丧失控制权，其他的线程可以乘虚而入。
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// 所以wait()的使用，必须存在2个以上线程，而且必须在不同的条件下唤醒wait()中的线程。
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// 以下的例子：
// ProductStack 是一个生产者跟消费者共享的同步机制，这个机制决定了什么情况生产者要wait()，什么情况消费者要wait()
// 可以把ProductStack看作一个产品仓库。当产品仓库满的时候，生产者线程需要wait()，从而放弃对产品仓库的控制。
// 这个时候消费者线程就可以进来了而取得仓库的控制权。一旦消费者消费了产品，那么仓库就不满了。
// 这个时候消费者线程就要notifyAll()生产者线程，让等待的生产者线程唤醒。
// 但是生产者被唤醒后不能马上进行生产，因为它在wait()的时候已经丧失了对仓库的控制权，所以就需要等待消费者线程结束操作，
// 才能重新取得仓库的控制权，再进行生产。
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// 所以特别注意的是，notifyAll()并不是让当前线程马上让出控制权，而只是让其他wait()当中的线程唤醒而已，
// 所以对不起，尽管我唤醒你，可你必须还是要等我用完仓库才能进来。这点必须清楚。
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// 相反，仓库如果空的时候，消费者线程就会wait()，然后等待生产者线程来生产产品，生产者进程乘虚而入后，让生产者线程生产产品
// 并且唤醒消费者线程。这个情况跟上面就类似了。
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package cn.com.dang;

 

public class ProducerConsumer {

      public static void main(String[] args) {

           ProductStack ps = new ProductStack();

           Producer p = new Producer(ps, "生产者1");

           Consumer c = new Consumer(ps, "消费者1");

           new Thread(p).start();

           new Thread(c).start();

      }

}

 

class Product {

      int id;

 

      private String producedBy = "N/A";

 

      private String consumedBy = "N/A";

 

      // 构造函数，指明产品ID以及生产者名字。

      Product(int id, String producedBy) {

           this.id = id;

           this.producedBy = producedBy;

      }

 

      // 消费，需要指明消费者名字

      public void consume(String consumedBy) {

           this.consumedBy = consumedBy;

      }

 

      public String toString() {

           return "Product : " + id + ", produced by " + producedBy

                      + ", consumed by " + consumedBy;

      }

 

      public String getProducedBy() {

           return producedBy;

      }

 

      public void setProducedBy(String producedBy) {

           this.producedBy = producedBy;

      }

 

      public String getConsumedBy() {

           return consumedBy;

      }

 

      public void setConsumedBy(String consumedBy) {

           this.consumedBy = consumedBy;

      }

 

}

 

// 这个class就是仓库，是生产者跟消费者共同争夺控制权的同步资源

class ProductStack {

      int index = 0;

 

      Product[] arrProduct = new Product[6];

 

      // push使用来让生产者放置产品的

      public synchronized void push(Product product) {

           // 如果仓库满了

           while (index == arrProduct.length) // 这里本来可以用if(),但是如果catch

                                            // exception会出问题，让满的index越界

           {

                 try {

                      // here, "this" means the thread that is using "push"

                      // so in this case it's a producer thread instance.

                      // the BIG difference between sleep() and wait() is, once

                      // wait(),

                      // the thread won't have the lock anymore

                      // so when a producer wait() here, it will lost the lock of

                      // "push()"

                      // While sleep() is still keeping this lock

                      // Important: wait() and notify() should be in "synchronized"

                      // block

 

                      System.out.println(product.getProducedBy() + " is waiting.");

                      // 等待，并且从这里退出push()

                      wait();

                 } catch (InterruptedException e) {

                      e.printStackTrace();

                 }

           }

           System.out.println(product.getProducedBy() + " sent a notifyAll().");

 

           // 因为我们不确定有没有线程在wait()，所以我们既然生产了产品，就唤醒有可能等待的消费者，让他们醒来，准备消费

           notifyAll();

           // 注意，notifyAll()以后，并没有退出，而是继续执行直到完成。

           arrProduct[index] = product;

           index++;

           System.out.println(product.getProducedBy() + " 生产了: " + product);

      }

 

      // pop用来让消费者取出产品的

      public synchronized Product pop(String consumerName) {

           // 如果仓库空了

           while (index == 0) {

                 try {

                      // here will be the consumer thread instance will be waiting ,

                      // because empty

                      System.out.println(consumerName + " is waiting.");

                      // 等待，并且从这里退出pop()

                      wait();

                 } catch (InterruptedException e) {

                      e.printStackTrace();

                 }

           }

 

           System.out.println(consumerName + " sent a notifyAll().");

           // 因为我们不确定有没有线程在wait()，所以我们既然消费了产品，就唤醒有可能等待的生产者，让他们醒来，准备生产

           notifyAll();

           // 注意，notifyAll()以后，并没有退出，而是继续执行直到完成。

           // 取出产品

           index--;

           Product product = arrProduct[index];

           product.consume(consumerName);

           System.out.println(product.getConsumedBy() + " 消费了: " + product);

           return product;

      }

}

 

class Producer implements Runnable {

      String name;

 

      ProductStack ps = null;

 

      Producer(ProductStack ps, String name) {

           this.ps = ps;

           this.name = name;

      }

 

      public void run() {

           for (int i = 0; i < 20; i++) {

                 Product product = new Product(i, name);

                 ps.push(product);

                 try {

                      Thread.sleep((int) (Math.random() * 200));

                 } catch (InterruptedException e) {

                      e.printStackTrace();

                 }

           }

      }

}

 

class Consumer implements Runnable {

      String name;

 

      ProductStack ps = null;

 

      Consumer(ProductStack ps, String name) {

           this.ps = ps;

           this.name = name;

      }

 

      public void run() {

           for (int i = 0; i < 20; i++) {

                 Product product = ps.pop(name);

                 try {

                      Thread.sleep((int) (Math.random() * 1000));

                 } catch (InterruptedException e) {

                      e.printStackTrace();

                 }

           }

      }

}