本篇文章給大家分享的是有關(guān)Java中等待喚醒機(jī)制線程通信的原理是什么,小編覺得挺實(shí)用的,因此分享給大家學(xué)習(xí),希望大家閱讀完這篇文章后可以有所收獲,話不多說,跟著小編一起來看看吧。
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線程間通信
概念:多個(gè)線程在處理同一個(gè)資源,但是處理的動作(線程的任務(wù))卻不相同。比如:線程A用來生成包子的,線程B用來吃包子的,包子可以理解為同一資源,線程A與線程B處理的動作,一個(gè)是生產(chǎn),一個(gè)是消費(fèi),那么線程A與線程B之間就存在線程通信問題。
為什么要處理線程間通信:
多個(gè)線程并發(fā)執(zhí)行時(shí), 在默認(rèn)情況下CPU是隨機(jī)切換線程的,當(dāng)我們需要多個(gè)線程來共同完成一件任務(wù),并且我們希望他們有規(guī)律的執(zhí)行, 那么多線程之間需要一些協(xié)調(diào)通信,以此來幫我們達(dá)到多線程共同操作一份數(shù)據(jù)。
如何保證線程間通信有效利用資源:
多個(gè)線程在處理同一個(gè)資源,并且任務(wù)不同時(shí),需要線程通信來幫助解決線程之間對同一個(gè)變量的使用或操作。 就是多個(gè)線程在操作同一份數(shù)據(jù)時(shí), 避免對同一共享變量的爭奪。也就是我們需要通過一定的手段使各個(gè)線程能有效的利用資源。而這種手段即—— 等待喚醒機(jī)制。
等待喚醒機(jī)制
什么是等待喚醒機(jī)制
這是多個(gè)線程間的一種協(xié)作機(jī)制。談到線程我們經(jīng)常想到的是線程間的競爭(race),比如去爭奪鎖,但這并不是故事的全部,線程間也會有協(xié)作機(jī)制。就好比在公司里你和你的同事們,你們可能存在在晉升時(shí)的競爭,但更多時(shí)候你們更多是一起合作以完成某些任務(wù)。就是在一個(gè)線程進(jìn)行了規(guī)定操作后,就進(jìn)入等待狀態(tài)(wait()), 等待其他線程執(zhí)行完他們的指定代碼過后 再將其喚醒(notify());在有多個(gè)線程進(jìn)行等待時(shí), 如果需要,可以使用 notifyAll()來喚醒所有的等待線程。wait/notify 就是線程間的一種協(xié)作機(jī)制。
等待喚醒中的方法
等待喚醒機(jī)制就是用于解決線程間通信的問題的,使用到的3個(gè)方法的含義如下:
wait:線程不再活動,不再參與調(diào)度,進(jìn)入 wait set 中,因此不會浪費(fèi) CPU 資源,也不會去競爭鎖了,這時(shí)的線程狀態(tài)即是 WAITING。它還要等著別的線程執(zhí)行一個(gè)特別的動作,也即是“通知(notify)”在這個(gè)對象上等待的線程從wait set 中釋放出來,重新進(jìn)入到調(diào)度隊(duì)列(ready queue)中
notify:則選取所通知對象的 wait set 中的一個(gè)線程釋放;例如,餐館有空位置后,等候就餐最久的顧客最先入座。
notifyAll:則釋放所通知對象的 wait set 上的全部線程。
注意:
哪怕只通知了一個(gè)等待的線程,被通知線程也不能立即恢復(fù)執(zhí)行,因?yàn)樗?dāng)初中斷的地方是在同步塊內(nèi),而此刻它已經(jīng)不持有鎖,所以她需要再次嘗試去獲取鎖(很可能面臨其它線程的競爭),成功后才能在當(dāng)初調(diào)用 wait 方法之后的地方恢復(fù)執(zhí)行。
總結(jié)如下:
如果能獲取鎖,線程就從 WAITING 狀態(tài)變成 RUNNABLE 狀態(tài);否則,從 wait set 出來,又進(jìn)入 entry set,線程就從 WAITING 狀態(tài)又變成 BLOCKED 狀態(tài)調(diào)用wait和notify方法需要注意的細(xì)節(jié)
wait方法與notify方法必須要由同一個(gè)鎖對象調(diào)用。因?yàn)椋簩?yīng)的鎖對象可以通過notify喚醒使用同一個(gè)鎖對象調(diào)用的wait方法后的線程。
wait方法與notify方法是屬于Object類的方法的。因?yàn)椋烘i對象可以是任意對象,而任意對象的所屬類都是繼承了Object類的。
wait方法與notify方法必須要在同步代碼塊或者是同步函數(shù)中使用。因?yàn)椋罕仨氁ㄟ^鎖對象調(diào)用這2個(gè)方法。
生產(chǎn)者與消費(fèi)者問題
等待喚醒機(jī)制其實(shí)就是經(jīng)典的“生產(chǎn)者與消費(fèi)者”的問題。就拿生產(chǎn)包子消費(fèi)包子來說等待喚醒機(jī)制如何有效利用資源:
/* 包子鋪線程生產(chǎn)包子,吃貨線程消費(fèi)包子。當(dāng)包子沒有時(shí)(包子狀態(tài)為false),吃貨線程等待,包子鋪線程生產(chǎn)包子 (即包子狀態(tài)為true),并通知吃貨線程(解除吃貨的等待狀態(tài)),因?yàn)橐呀?jīng)有包子了,那么包子鋪線程進(jìn)入等待狀態(tài)。 接下來,吃貨線程能否進(jìn)一步執(zhí)行則取決于鎖的獲取情況。如果吃貨獲取到鎖,那么就執(zhí)行吃包子動作,包子吃完(包 子狀態(tài)為false),并通知包子鋪線程(解除包子鋪的等待狀態(tài)),吃貨線程進(jìn)入等待。包子鋪線程能否進(jìn)一步執(zhí)行則取 決于鎖的獲取情況 */
代碼實(shí)現(xiàn)
包子類
package demo01; public class BaoZi { String pier; String xianer; boolean flag = false;//包子資源 是否存在 包子資源狀態(tài) }
吃貨線程類:
package demo01; public class ChiHuo extends Thread { private BaoZi bz; public ChiHuo(String name, BaoZi bz) { super(name); this.bz = bz; } @Override public void run() { while (true) { synchronized (bz) { if (bz.flag == false) {//沒包子 try { bz.wait(); } catch (InterruptedException e) { e.printStackTrace(); } } System.out.println("吃貨正在吃" + bz.pier + bz.xianer + "包子"); bz.flag = false; bz.notify(); } } } }
包子鋪線程類:
package demo01; public class BaoZiPu extends Thread { private BaoZi bz; public BaoZiPu(String name, BaoZi bz) { super(name); this.bz = bz; } @Override public void run() { int count = 0; //造包子 while (true) { //同步 synchronized (bz) { if (bz.flag == true) {//包子資源 存在 try { bz.wait(); } catch (InterruptedException e) { e.printStackTrace(); } } // 沒有包子 造包子 System.out.println("包子鋪開始做包子"); if (count % 2 == 0) { // 冰皮 五仁 bz.pier = "冰皮"; bz.xianer = "五仁"; } else { // 薄皮 牛肉大蔥 bz.pier = "薄皮"; bz.xianer = "牛肉大蔥"; } count++; bz.flag = true; System.out.println("包子造好了:" + bz.pier + bz.xianer); System.out.println("吃貨來吃吧"); //喚醒等待線程 (吃貨) bz.notify(); } } } }
測試類:
package demo01; public class Demo { public static void main(String[] args) { //等待喚醒案例 BaoZi bz = new BaoZi(); ChiHuo ch = new ChiHuo("吃貨",bz); BaoZiPu bzp = new BaoZiPu("包子鋪",bz); ch.start(); bzp.start(); } }
以上就是Java中等待喚醒機(jī)制線程通信的原理是什么,小編相信有部分知識點(diǎn)可能是我們?nèi)粘9ぷ鲿姷交蛴玫降?。希望你能通過這篇文章學(xué)到更多知識。更多詳情敬請關(guān)注創(chuàng)新互聯(lián)行業(yè)資訊頻道。
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