多线程详解第5讲：线程协作

电玩女神 2021-09-07 11:40 359阅读 0赞

## 线程协作 ##

### 目录 ###

*   *  线程协作
     *   *  1、线程通信
         *  2、线程通信分析
         *  3、解决方式1
         *  4、解决方式2
         *  5、使用线程池

### 1、线程通信 ###

**应用场景 : 生产者和消费者问题**

*  假设仓库中只能存放一件产品 , 生产者将生产出来的产品放入仓库 , 消费者将仓库中产品取走消费
 *  如果仓库中没有产品 , 则生产者将产品放入仓库 , 否则停止生产并等待 , 直到仓库中的产品被消费者取走为止
 *  如果仓库中放有产品 , 则消费者可以将产品取走消费 , 否则停止消费并等待 , 直到仓库中再次放入产品为止

![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3dlaXhpbl80NTYyOTI4NQ_size_16_color_FFFFFF_t_70]

### 2、线程通信分析 ###

**这是一个线程同步问题** **,** **生产者和消费者共享同一个资源** **,** **并且生产者和消费者之间相互依赖** **,** **互为条件** **.**

*  对于生产者 , 没有生产产品之前 , 要通知消费者等待 ，而生产了产品之后 , 又需要马上通知消费者消费
 *  对于消费者 , 在消费之后 , 要通知生产者已经结束消费 , 需要生产新的产品以供消费
 *  在生产者消费者问题中 , 仅有synchronized是不够的
    
     *  synchronized 可阻止并发更新同一个共享资源 , 实现了同步
     *  synchronized 不能用来实现不同线程之间的消息传递 (通信)

**Java提供了几个方法解决线程之间的通信问题**  
![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3dlaXhpbl80NTYyOTI4NQ_size_16_color_FFFFFF_t_70 1]

### 3、解决方式1 ###

并发协作模型 “ 生产者 / 消费者模式 ” —>管程法

*  生产者 : 负责生产数据的模块 (可能是方法 , 对象 , 线程 , 进程) ;
 *  消费者 : 负责处理数据的模块 (可能是方法 , 对象 , 线程 , 进程) ;
 *  缓冲区 : 消费者不能直接使用生产者的数据 , 他们之间有个 “ 缓冲区

**生产者将生产好的数据放入缓冲区** **,** **消费者从缓冲区拿出数据**

**代码模拟**

package com.kuang.gaoji;
    
    //测试 ： 生产者消费者模型 -->利用缓冲区解决：管程法
    
    //生产者 ，消费者，产品，缓冲区
    public class TestPC { 
        public static void main(String[] args) { 
            SynContainer container  = new SynContainer();
    
            new Productor(container).start();
            new Consumer(container).start();
        }
    }
    
    //生产者
    class Productor extends Thread{ 
        SynContainer container;
        public Productor (SynContainer container){ 
            this.container = container;
        }
        //生产
        @Override
        public void run() { 
            for (int i = 0; i < 100; i++) { 
                System.out.println("生产了"+i+"鸡");
                container.push(new Chicken(i));
            }
        }
    }
    
    //消费者
    class Consumer extends Thread{ 
        SynContainer container;
    
        public Consumer(SynContainer container) { 
            this.container = container;
        }
    
        //消费
        @Override
        public void run() { 
            for (int i = 0; i < 100; i++) { 
                System.out.println("消费了-->"+container.pop().id+"只鸡");
            }
        }
    }
    
    //产品 鸡
    class Chicken{ 
        int id;
        public Chicken(int id){ 
            this.id=id;
        }
    }
    
    //缓冲区
    class SynContainer{ 
    
        //需要一个容器大小
        Chicken[] chickens = new Chicken[10];
        //容器计数器
        int count = 0;
    
        //生产者放入产品
        public synchronized void push(Chicken chicken){ 
            //如果容器满了，就需要等待消费者消费
            while (count == chickens.length) { 
               //生产等待
                try { 
                    this.wait();
                } catch (InterruptedException e) { 
                    e.printStackTrace();
                }
            }
            //如果没有满，我们就需要丢入产品
            chickens[count++] = chicken;
            this.notifyAll();
        }
    
        //消费者消费产品
        public synchronized Chicken pop(){ 
            //判断能否消费
            while (count == 0) { 
                try { 
                    this.wait();
                } catch (InterruptedException e) { 
                    e.printStackTrace();
                }
            }
            //如果可以消费
            count--;
            Chicken chicken = chickens[count];
            //吃完了，通知消费者生产
            this.notifyAll();
            return chicken;
        }
    
    }

**运行截图**  
![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3dlaXhpbl80NTYyOTI4NQ_size_16_color_FFFFFF_t_70 2]

### 4、解决方式2 ###

**并发协作模型 “ 生产者 / 消费者模式 ” —>信号灯法**  
![在这里插入图片描述][20210423181048596.png]

### 5、使用线程池 ###

**线程池**

*  背景：经常创建和销毁、使用量特别大的资源，比如并发情况下的线程，对性能影响很大。
 *  思路：提前创建好多个线程，放入线程池中，使用时直接获取，使用完放回池中。 可以避免频繁创建销毁、实现重复利用。类似生活中的公共交通工具。
 *  好处：
    
     *  提高响应速度（减少了创建新线程的时间）
     *  降低资源消耗（重复利用线程池中线程，不需要每次都创建）
     *  便于线程管理(…)
        
         *  `corePoolSize`：核心池的大小
         *  `maximumPoolSize`：最大线程数
         *  `keepAliveTime`：线程没有任务时最多保持多长时间后会终止

**使用线程池**

*  JDK 5.0起提供了线程池相关API：**ExecutorService** 和 **Executors**
 *  ExecutorService：真正的线程池接口。常见子类ThreadPoolExecutor
    
     *  `void execute(Runnable command)`：执行任务/命令，没有返回值，一般用来执行Runnable
     *  `<T> Future<T> submit(Callable<T> task)`：执行任务，有返回值，一般又来执行Callable
     *  `void shutdown()`：关闭连接池
 *  Executors：工具类、线程池的工厂类，用于创建并返回不同类型的线程池

**代码模拟**

package com.kuang.gaoji;
    
    
    import java.util.concurrent.ExecutorService;
    import java.util.concurrent.Executors;
    
    //测试线程池
    public class TestPool { 
        public static void main(String[] args) { 
            //1.创建服务，创建线程池
            //newFixedThreadPool 参数为：线程池大小
            ExecutorService service = Executors.newFixedThreadPool(10);
    
            service.execute(new MyThread());
            service.execute(new MyThread());
            service.execute(new MyThread());
            service.execute(new MyThread());
    
            //2.关闭连接
        }
    }
    
    class MyThread implements Runnable{ 
        @Override
        public void run() { 
            System.out.println(Thread.currentThread().getName());
        }
    }

**运行截图**  
![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3dlaXhpbl80NTYyOTI4NQ_size_16_color_FFFFFF_t_70 3]  
**多线程详解系列文章目录**

[多线程详解第1讲：线程简介][1]

[多线程详解第2讲：线程实现（重点）][2]

[多线程详解第3讲：线程状态][3]

[多线程详解第4讲：线程同步（重点）][4]

[多线程详解第5讲：线程协作][5]

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[20210423181048596.png]: /images/20210724/ae69e35e622a460f90c8accd1f68e9bc.png
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[1]: https://blog.csdn.net/weixin_45629285/article/details/116034361
[2]: https://blog.csdn.net/weixin_45629285/article/details/116034464
[3]: https://blog.csdn.net/weixin_45629285/article/details/116064500
[4]: https://blog.csdn.net/weixin_45629285/article/details/116065351
[5]: https://blog.csdn.net/weixin_45629285/article/details/116065982