多线程程序设计学习（5）balking模式和timed模式

Balking【返回模式】timed【超时模式】
一:balking pattern的参与者
--->GuardedObject(被警戒的对象)

--->该模式的角色：模拟修改警戒对象的线程，当警戒条件达到执行具体操作的线程，参与者（被警戒的参与者）

二：balking pattern模式什么时候使用
--->不需要刻意去执行什么操作的时候（比如说自动保存）
--->不想等待警戒条件成立时。（不让线程休息）
--->警戒条件只有第一次成立时候。

三：balking pattern思考
--->balking pattern (返回模式)和Guarded suspension pattern(等待唤醒模式)的中间
        3.1Guarded suspension当警戒条件不成立时，会等待，直到成立，并被唤醒。
        3.2balking 当警戒条件不成立，退出。
        3.3两种极端的处理方式之间还有一种折衷的做法。在条件成立为止之前，等待一段时间，看看条件是否成立，如果不成立，则balk。这种方式称之为guarded timed 或简单称之为timeOut
---->线程类中的各个唤醒方法
        3.1:当notify方法执行时==>如果wait set里有多条线程，只有一条被唤醒
        3.2:当notifyAll方法执行时==>wait set里有多少条线程都被唤醒。
        3.3:interrupt方法执行时==>wait set里的线程会（与调用notify,notifyAll一样）重新尝试获取锁定。
                                                       ==> notify,notifyAll是对实例调用的，而interrupt是对线程调用的。关于中断，后续会提到。
        3.4:发生timeout时，由于wait（超时时间），和被notify或notifyAll唤醒重新尝试获取锁定，分不清楚，所以timeout需要程序员自己写。

---->sleep和wait的区别有：
  1，这两个方法来自不同的类分别是Thread和Object
  2，最主要是sleep方法没有释放锁，而wait方法释放了锁，使得其他线程可以使用同步控制块或者方法。
  3，wait，notify和notifyAll只能在同步控制方法或者同步控制块里面使用，而sleep可以在
    任何地方使用
   synchronized(x){
      x.notify()
     //或者wait()
   }
   4,sleep必须捕获异常，而wait，notify和notifyAll不需要捕获异常
   5.wait被唤醒后，重新获取锁，从阻塞的代码处继续往下执行。和sleep一样。

Balking【返回模式】案例：模拟自动保存文件，当文件没有更改时，每隔一秒的自动保存数据，真正保存操作不执行。如果有修改，则执行真正保存操作。

数据类

 package com.yeepay.sxf.thread4;

 import java.io.File;
 import java.io.FileOutputStream;
 import java.io.IOException;

 /**
  * 数据类。
  * @author sxf
  *
  */
 public class Data {
     //文件名
     private String fileName;
     //文件内容
     private String content;
     //表示是否被修改过
     private boolean flag;
     //构造器
     public Data(String fileName, String content) {
         super();
         this.fileName = fileName;
         this.content = content;
         this.flag=true;
         File file =new File(fileName);
         try {
             file.createNewFile();
             FileOutputStream iFileOutputStream=new FileOutputStream(file);
             iFileOutputStream.write(content.getBytes());
         } catch (IOException e) {
             // TODO Auto-generated catch block
             e.printStackTrace();
         }
     }
     //修改内容
     public synchronized void channgeContent(String newContent){
         this.content=newContent ;
         flag=true;
     }

     //把新的数据写入文件
     private void save() throws IOException{
         System.out.println("Data.save()"+Thread.currentThread().getName()+"执行写入操作，写入的内容为："+content);
         FileOutputStream fileWriter=new FileOutputStream(new File(fileName));
         fileWriter.write(content.getBytes());
     }

     //保存内容
     public synchronized void saveNewContent(){
         if(!flag){
             System.out.println("Data.saveNewContent(试图新保存，但没有更改)");
             return;
         }
         try {
             save();
             System.out.println("Data.saveNewContent(新内容保存成功)");
             flag=false;
         } catch (IOException e) {
             e.printStackTrace();
         }
     }
 }

模拟修改数据的线程

 package com.yeepay.sxf.thread4;
 /**
  * 模拟自动修改线程
  * @author sxf
  *
  */
 public class ChangeThread implements Runnable{
     private Data data;

     public ChangeThread(Data data) {
         super();
         this.data = data;
     }

     @Override
     public void run() {
         for(int i=0;i<20;i++){
             //修改内容
             System.out.println("ChangeThread.run()"+Thread.currentThread().getName()+"第"+i+"次修改");
             data.channgeContent("新内容"+i);
             //线程休息10秒
             try {
                 Thread.sleep(10000L);
             } catch (InterruptedException e) {
                 // TODO Auto-generated catch block
                 e.printStackTrace();
             }
         }
     }

 }

模拟自动保存的线程

 package com.yeepay.sxf.thread4;
 /**
  * 自动保存的线程
  * @author sxf
  *
  */
 public class ZiDongSaveThread implements Runnable{
     private Data data;

     public ZiDongSaveThread(Data data){
         this.data=data;
     }
     @Override
     public void run() {
         while(true){
             //保存数据
             data.saveNewContent();
             //线程休息1秒，意味着每隔一妙钟自动保存一次文件
             try {
                 Thread.sleep(1000L);
             } catch (InterruptedException e) {
                 // TODO Auto-generated catch block
                 e.printStackTrace();
             }
         }

     }

 }

测试类

 package com.yeepay.sxf.thread4;
 /**
  * 测试类
  * @author sxf
  *
  */
 public class Test {

 public static void main(String[] args) {
     //声明内容
     Data data=new Data("/usr/war/hsl.txt", "老黄买了新手机");
     //声明自动保存线程
     Thread saveThread=new Thread(new ZiDongSaveThread(data));
     saveThread.setName("自动保存线程");
     //声明模拟修改线程
     Thread chaThread=new Thread(new ChangeThread(data));
     chaThread.setName("模拟修改线程");

     //启动线程
     saveThread.start();
     chaThread.start();

 }
 }

打印结果

Data.save()自动保存线程执行写入操作，写入的内容为：老黄买了新手机
Data.saveNewContent(新内容保存成功)
ChangeThread.run()模拟修改线程第0次修改
Data.save()自动保存线程执行写入操作，写入的内容为：新内容0
Data.saveNewContent(新内容保存成功)
Data.saveNewContent(试图新保存，但没有更改)
Data.saveNewContent(试图新保存，但没有更改)
Data.saveNewContent(试图新保存，但没有更改)
Data.saveNewContent(试图新保存，但没有更改)
Data.saveNewContent(试图新保存，但没有更改)
Data.saveNewContent(试图新保存，但没有更改)
Data.saveNewContent(试图新保存，但没有更改)
Data.saveNewContent(试图新保存，但没有更改)
Data.saveNewContent(试图新保存，但没有更改)
ChangeThread.run()模拟修改线程第1次修改
Data.save()自动保存线程执行写入操作，写入的内容为：新内容1
Data.saveNewContent(新内容保存成功)
Data.saveNewContent(试图新保存，但没有更改)
Data.saveNewContent(试图新保存，但没有更改)
Data.saveNewContent(试图新保存，但没有更改)
Data.saveNewContent(试图新保存，但没有更改)

timed【超时模式】案例：一个线程提供下载数据，另一个线程执行下载，如果有5秒钟以上，提供下载的线程没有提供数据，下载线程因超时异常，停止下载线程运行。

超时异常类

 package com.yeepay.sxf.thread4;
 /**
  * 超时异常类
  * @author sxf
  *
  */
 public class TimeOutException extends InterruptedException {

     public TimeOutException(String msg){
         super(msg);
     }
 }

下载数据的数据类

 package com.yeepay.sxf.thread4;
 /**
  * 下载数据类
  * @author sxf
  *
  */
 public class FileData {
     //提供下载的数据
     private String data;
     //有数据可下载
     private boolean flag;
     //超时时间
     private long timeout;

     //构造器
     public FileData(String data, boolean flag, long timeout) {
         super();
         this.data = data;
         this.flag = flag;
         this.timeout = timeout;
     }

     //修改状态，唤醒其他所有线程
     public synchronized void  changeStatus(String data){
         this.data=data;
         flag=true;
         notify();
     }

     //下载操作。如果等timeout/1000秒钟，没有数据供下载，就报超时异常，终止下载
     public synchronized void execu() throws InterruptedException{
         //开始执行的时间
         long start=System.currentTimeMillis();
         int i=0;
         System.out.println("FileData.execu(开始时间1)");
         while (!flag) {
             //现在的时间
             long now=System.currentTimeMillis();
             long reset=timeout-(now-start);
             if(reset<=0){
                 throw new TimeOutException("已经等候"+timeout+"时间了还没有数据可供下载，超时");
             }
             //如果没有超时，就让下载线程进入wait set,设置超时时间。被唤醒，继续从这里开始执行。
             wait(reset);
         }
         //真正的下载操作
         download();
     }

     //真正的下载操作
     private void download(){
         System.out.println("顺利下载数据==>："+data);
         //下载完之后，将下载状态改为不可下载，等待放入新数据供下载
         this.flag=false;
     }

     public String getData() {
         return data;
     }
     public void setData(String data) {
         this.data = data;
     }
     public boolean isFlag() {
         return flag;
     }
     public void setFlag(boolean flag) {
         this.flag = flag;
     }

     public long getTimeout() {
         return timeout;
     }
     public void setTimeout(long timeout) {
         this.timeout = timeout;
     }
 }

提供数据供下载的线程类

 package com.yeepay.sxf.thread4;
 /**
  *制造数据线程
  * @author sxf
  *
  */
 public class GiveDataThread implements Runnable {
     //公共数据
     private FileData fileData;

     //构造器
     public GiveDataThread(FileData fileData) {
         super();
         this.fileData = fileData;
     }

     @Override
     public void run() {
             //制造数据线程，造100个数据
             for (int i = 0; i <10; i++) {
                 fileData.changeStatus("制造数据"+i);
                 System.out.println("【制造线程制造数据】==》制造数据"+i);
                 try {
                     Thread.sleep(1000);
                 } catch (InterruptedException e) {
                     // TODO Auto-generated catch block
                     e.printStackTrace();
                 }

         }

     }

 }

下载数据的线程类

 package com.yeepay.sxf.thread4;
 /**
  * 下载线程
  * @author sxf
  *
  */
 public class DownLoadThread implements Runnable {
     private FileData fileData;
     private boolean flag=true;
     //构造器
     public DownLoadThread(FileData fileData) {
         super();
         this.fileData = fileData;
     }

     @Override
     public void run() {
         //开始下载线程
         System.out.println("DownLoadThread.run(下载线程开始");
         //根据标识
         while(flag){
             //进行下载
             try {
                 fileData.execu();
             } catch (TimeOutException e) {
                 e.printStackTrace();
                 flag=false;
             }catch (InterruptedException e) {
                 // TODO: handle exception
                 System.out.println("DownLoadThread.run(非超时异常)");
             }
         }

         System.out.println("DownLoadThread.run(下载线程因为超时，而执行完毕)");
     }

 }

测试类

 package com.yeepay.sxf.thread4;
 /**
  * 测试超时模式
  * @author sxf
  *
  */
 public class Test2 {

     public static void main(String[] args) {
         //声明数据类
         FileData data=new FileData("sxf",true,5000);
         //声明生产数据的线程
         Thread giveThread=new Thread(new GiveDataThread(data));
         //声明下载数据的线程
         Thread downThread=new Thread(new DownLoadThread(data));

         //启动线程
         giveThread.start();
         downThread.start();
     }
 }

打印结果

【制造线程制造数据】==》制造数据0
DownLoadThread.run(下载线程开始
FileData.execu(开始时间1)
顺利下载数据==>：制造数据0
FileData.execu(开始时间1)
【制造线程制造数据】==》制造数据1
顺利下载数据==>：制造数据1
FileData.execu(开始时间1)
【制造线程制造数据】==》制造数据2
顺利下载数据==>：制造数据2
FileData.execu(开始时间1)
【制造线程制造数据】==》制造数据3
顺利下载数据==>：制造数据3
FileData.execu(开始时间1)
【制造线程制造数据】==》制造数据4
顺利下载数据==>：制造数据4
FileData.execu(开始时间1)
【制造线程制造数据】==》制造数据5
顺利下载数据==>：制造数据5
FileData.execu(开始时间1)
【制造线程制造数据】==》制造数据6
顺利下载数据==>：制造数据6
FileData.execu(开始时间1)
【制造线程制造数据】==》制造数据7
顺利下载数据==>：制造数据7
FileData.execu(开始时间1)
【制造线程制造数据】==》制造数据8
顺利下载数据==>：制造数据8
FileData.execu(开始时间1)
【制造线程制造数据】==》制造数据9
顺利下载数据==>：制造数据9
FileData.execu(开始时间1)
DownLoadThread.run(下载线程因为超时，而执行完毕)
com.yeepay.sxf.thread4.TimeOutException: 已经等候5000时间了还没有数据可供下载，超时
    at com.yeepay.sxf.thread4.FileData.execu(FileData.java:42)
    at com.yeepay.sxf.thread4.DownLoadThread.run(DownLoadThread.java:24)
    at java.lang.Thread.run(Thread.java:662)