线程操作案例--生产者与消费者，Object类对线程的支持

本章目标

　　1）加深对线程同步的理解

　　2）了解Object类中对线程的支持方法。

实例

　　生产者不断生产，消费者不断消费产品。

　　生产者生产信息后将其放到一个区域中，之后消费者从区域中取出数据。

　　既然生产的是信息，就可以定义一个信息的表示类，生产者和消费者同时占有信息类的引用，那么就可以将生产者和消费者两个线程通过信息类联合在一起。

　　如下：

class Info{    // 定义信息类
    private String name = "李兴华";     // 定义name属性
    private String content = "JAVA讲师"  ;
    public void setName(String name){
        this.name = name ;
    }
    public void setContent(String content){
        this.content = content ;
    }
    public String getName(){
        return this.name ;
    }
    public String getContent(){
        return this.content ;
    }
};

　　建立生产者类，生产者实现多线程机制。

class Producer implements Runnable{    // 通过Runnable实现多线程
    private Info info = null ;        // 保存Info引用
    public Producer(Info info){
        this.info = info ;
    }
    public void run(){
        boolean flag = false ;    // 定义标记位
        for(int i=0;i<50;i++){
            if(flag){
                this.info.setName("李兴华") ;    // 设置名称
                try{
                    Thread.sleep(90) ;
                }catch(InterruptedException e){
                    e.printStackTrace() ;
                }
                this.info.setContent("JAVA讲师") ;    // 设置内容
                flag = false ;
            }else{
                this.info.setName("mldn") ;    // 设置名称
                try{
                    Thread.sleep(90) ;
                }catch(InterruptedException e){
                    e.printStackTrace() ;
                }
                this.info.setContent("www.mldnjava.cn") ;    // 设置内容
                flag = true ;
            }
        }
    }
};

　　生产者生产50次信息，中间为了更好的发现问题，加入了延迟操作。

　　实现消费者，消费者要不断取出。

class Consumer implements Runnable{
    private Info info = null ;
    public Consumer(Info info){
        this.info = info ;
    }
    public void run(){
        for(int i=0;i<50;i++){
            try{
                Thread.sleep(90) ;
            }catch(InterruptedException e){
                e.printStackTrace() ;
            }
            System.out.println(this.info.getName() +
                " --> " + this.info.getContent()) ;
        }
    }
};

　　最后完整代码如下　　

class Info{    // 定义信息类
    private String name = "李兴华";     // 定义name属性
    private String content = "JAVA讲师"  ;
    public void setName(String name){
        this.name = name ;
    }
    public void setContent(String content){
        this.content = content ;
    }
    public String getName(){
        return this.name ;
    }
    public String getContent(){
        return this.content ;
    }
};
class Producer implements Runnable{    // 通过Runnable实现多线程
    private Info info = null ;        // 保存Info引用
    public Producer(Info info){
        this.info = info ;
    }
    public void run(){
        boolean flag = false ;    // 定义标记位
        for(int i=;i<;i++){
            if(flag){
                this.info.setName("李兴华") ;    // 设置名称
                try{
                    Thread.sleep() ;
                }catch(InterruptedException e){
                    e.printStackTrace() ;
                }
                this.info.setContent("JAVA讲师") ;    // 设置内容
                flag = false ;
            }else{
                this.info.setName("mldn") ;    // 设置名称
                try{
                    Thread.sleep() ;
                }catch(InterruptedException e){
                    e.printStackTrace() ;
                }
                this.info.setContent("www.mldnjava.cn") ;    // 设置内容
                flag = true ;
            }
        }
    }
};
class Consumer implements Runnable{
    private Info info = null ;
    public Consumer(Info info){
        this.info = info ;
    }
    public void run(){
        for(int i=;i<;i++){
            try{
                Thread.sleep() ;
            }catch(InterruptedException e){
                e.printStackTrace() ;
            }
            System.out.println(this.info.getName() +
                " --> " + this.info.getContent()) ;
        }
    }
};
public class ThreadCaseDemo01{
    public static void main(String args[]){
        Info info = new Info();    // 实例化Info对象
        Producer pro = new Producer(info) ;    // 生产者
        Consumer con = new Consumer(info) ;    // 消费者
        new Thread(pro).start() ;
        new Thread(con).start() ;
    }
};

　　运行结果如下：

李兴华 --> www.mldnjava.cn
mldn --> JAVA讲师
mldn --> JAVA讲师
李兴华 --> www.mldnjava.cn
mldn --> JAVA讲师
李兴华 --> www.mldnjava.cn
mldn --> JAVA讲师
mldn --> JAVA讲师
mldn --> JAVA讲师
李兴华 --> www.mldnjava.cn
李兴华 --> www.mldnjava.cn
mldn --> JAVA讲师
mldn --> www.mldnjava.cn
李兴华 --> JAVA讲师
李兴华 --> www.mldnjava.cn
mldn --> JAVA讲师
李兴华 --> www.mldnjava.cn
mldn --> JAVA讲师
mldn --> JAVA讲师
mldn --> JAVA讲师
李兴华 --> www.mldnjava.cn
mldn --> JAVA讲师
mldn --> www.mldnjava.cn
李兴华 --> www.mldnjava.cn
李兴华 --> www.mldnjava.cn
mldn --> JAVA讲师
李兴华 --> www.mldnjava.cn
李兴华 --> www.mldnjava.cn
李兴华 --> www.mldnjava.cn
李兴华 --> www.mldnjava.cn
mldn --> www.mldnjava.cn
mldn --> JAVA讲师
李兴华 --> www.mldnjava.cn
mldn --> JAVA讲师
李兴华 --> www.mldnjava.cn
mldn --> JAVA讲师
mldn --> JAVA讲师
李兴华 --> www.mldnjava.cn
mldn --> www.mldnjava.cn
李兴华 --> www.mldnjava.cn
mldn --> JAVA讲师
李兴华 --> www.mldnjava.cn
李兴华 --> www.mldnjava.cn
mldn --> JAVA讲师
李兴华 --> www.mldnjava.cn
mldn --> JAVA讲师
mldn --> www.mldnjava.cn
mldn --> JAVA讲师
李兴华 --> www.mldnjava.cn
李兴华 --> JAVA讲师

　　以上结果的红色部分可以看出，已经没有按照预先结果对应了，以上代码将之前的两个问题全部暴露出来。

　　之所以会出现内容不对应情况，是因为中间加入了延迟操作，所以有可能产生不同步的问题（参考上一章）。那么可以通过同步解决设置内容的问题。

　　通过同步操作修改后的内容。

class Info{    // 定义信息类
    private String name = "李兴华";
    private String content = "JAVA讲师"  ;
    public synchronized void set(String name,String content){
        this.setName(name) ;    // 设置名称
        try{
            Thread.sleep(300) ;
        }catch(InterruptedException e){
            e.printStackTrace() ;
        }
        this.setContent(content) ;    // 设置内容
    }
    public synchronized void get(){
        try{
            Thread.sleep(300) ;
        }catch(InterruptedException e){
            e.printStackTrace() ;
        }
        System.out.println(this.getName() +
            " --> " + this.getContent()) ;
    }
    public void setName(String name){
        this.name = name ;
    }
    public void setContent(String content){
        this.content = content ;
    }
    public String getName(){
        return this.name ;
    }
    public String getContent(){
        return this.content ;
    }
};
class Producer implements Runnable{    // 通过Runnable实现多线程
    private Info info = null ;        // 保存Info引用
    public Producer(Info info){
        this.info = info ;
    }
    public void run(){
        boolean flag = false ;    // 定义标记位
        for(int i=0;i<50;i++){
            if(flag){
                this.info.set("李兴华","JAVA讲师") ;    // 设置名称
                flag = false ;
            }else{
                this.info.set("mldn","www.mldnjava.cn") ;    // 设置名称
                flag = true ;
            }
        }
    }
};
class Consumer implements Runnable{
    private Info info = null ;
    public Consumer(Info info){
        this.info = info ;
    }
    public void run(){
        for(int i=0;i<50;i++){
            this.info.get() ;
        }
    }
};
public class ThreadCaseDemo02{
    public static void main(String args[]){
        Info info = new Info();    // 实例化Info对象
        Producer pro = new Producer(info) ;    // 生产者
        Consumer con = new Consumer(info) ;    // 消费者
        new Thread(pro).start() ;
        new Thread(con).start() ;
    }
};

　　运行结果如下：

李兴华 --> JAVA讲师
李兴华 --> JAVA讲师
mldn --> www.mldnjava.cn
mldn --> www.mldnjava.cn
mldn --> www.mldnjava.cn
mldn --> www.mldnjava.cn
mldn --> www.mldnjava.cn
mldn --> www.mldnjava.cn
李兴华 --> JAVA讲师
mldn --> www.mldnjava.cn
李兴华 --> JAVA讲师
mldn --> www.mldnjava.cn
李兴华 --> JAVA讲师
李兴华 --> JAVA讲师
李兴华 --> JAVA讲师
李兴华 --> JAVA讲师
李兴华 --> JAVA讲师
mldn --> www.mldnjava.cn
mldn --> www.mldnjava.cn
mldn --> www.mldnjava.cn
mldn --> www.mldnjava.cn
mldn --> www.mldnjava.cn
mldn --> www.mldnjava.cn
mldn --> www.mldnjava.cn
mldn --> www.mldnjava.cn
李兴华 --> JAVA讲师
mldn --> www.mldnjava.cn
李兴华 --> JAVA讲师
李兴华 --> JAVA讲师
李兴华 --> JAVA讲师
李兴华 --> JAVA讲师
李兴华 --> JAVA讲师
mldn --> www.mldnjava.cn
mldn --> www.mldnjava.cn
李兴华 --> JAVA讲师
mldn --> www.mldnjava.cn
mldn --> www.mldnjava.cn
李兴华 --> JAVA讲师
李兴华 --> JAVA讲师
李兴华 --> JAVA讲师
李兴华 --> JAVA讲师
李兴华 --> JAVA讲师
李兴华 --> JAVA讲师
李兴华 --> JAVA讲师
mldn --> www.mldnjava.cn
mldn --> www.mldnjava.cn
李兴华 --> JAVA讲师
mldn --> www.mldnjava.cn
李兴华 --> JAVA讲师
李兴华 --> JAVA讲师

　　以上的代码解决了数据完整性问题，但是依然存在重复取的问题，既然有重复取，则肯定有重复设置的问题，

　　并没有达到设置一个，取走一个的功能要求。

　　如果要想采用以上这种机制，则必须依靠Object类中的方法的支持。

　Object类对线程的支持--等待与唤醒机制

　　Object类是所有类的父类，此类有以下几种方法是对线程操作有所支持的。

　　

　　唤醒有两个方法：notify（）和notifyAll（）方法。

　　注意，因为Object是所有类的父类，所以其他类要想使用等待和唤醒，直接使用super即可，super调用父类方法。super.wait()；super.notify()；

　　notify()会唤醒第一个等待的线程，notifyAll（）会全部唤醒，那个线程优先级高哪个先执行。

　　注意wait()和notify()方法跟sleep（）方法一样，需要异常处理。

　　

　　直接修改Info类即可，增加等待与唤醒的机制。

wait() ：

使当前线程等待直到另外一个线程调用了这个对象的Object的nofity()方法或者Object的notifyAll()方法。

复习synchronized知识可以参考：

java线程同步： synchronized详解（转）和

线程的同步与死锁

可以单这里：

Java 多线程详解（四）------生产者和消费者

wait():执行该方法的线程对象，释放同步锁，JVM会把该线程放到等待池中，等待其他线程唤醒该线程

notify():执行该方法的线程唤醒在等待池中等待的任意一个线程，把线程转到锁池中等待（注意锁池和等待池的区别）

notifyAll():执行该方法的线程唤醒在等待池中等待的所有线程，把线程转到锁池中等待。

注意：上述方法只能被同步监听锁对象来调用，这也是为啥wait() 和 notify()方法都在 Object 对象中，因为同步监听锁可以是任意对象，只不过必须是需要同步线程的共同对象即可，否则别的对象调用会报错：　　　　　　　　java.lang.IllegalMonitorStateException

假设 A 线程和 B 线程同时操作一个 X 对象，A，B 线程可以通过 X 对象的 wait() 和 notify() 方法来进行通信，流程如下：

①、当线程 A 执行 X 对象的同步方法时，A 线程持有 X 对象的 锁，B线程在 X 对象的锁池中等待

②、A线程在同步方法中执行 X.wait() 方法时，A线程释放 X 对象的锁，进入 X 对象的等待池中

③、在 X 对象的锁池中等待锁的 B 线程获得 X 对象的锁，执行 X 的另一个同步方法

④、B 线程在同步方法中执行 X.notify() 方法，JVM 把 A 线程从等待池中移动到 X 对象的锁池中，等待获取锁

⑤、B 线程执行完同步方法，释放锁，等待获取锁的 A 线程获得锁，继续执行同步方法

package Thread1;
class Info{    // 定义信息类
    private String name = "李兴华";　　private String content = "JAVA讲师"  ;    //设置了默认值,使得消费者最开始就能消费。
　　private boolean flag = false ; // 设置标志位，默认为false，使得消费者能消费，生产者一开始就进入等待，直到消费者消费完唤醒它
    public synchronized void set(String name,String content)throws InterruptedException{if(!flag){   1
                super.wait() ;　 2　//如果flag为false，该进程进入等待，不往下进行，等待消费者消费完了，执行notify才能唤醒自己，继续下面的操作
        }
        this.setName(name);     // 设置名称
        Thread.sleep(300) ;
        this.setContent(content) ;    // 设置内容
        flag  = false ;    // 设置为false，目的是让调用本方法的线程不会第二次执行（第二次调用的时候就会把自己wait住，直到消费者消费完了，
　　　　才能唤醒自己，才能继续执行生产）
        super.notify() ;　　//生产完了，唤醒正在等待消费的消费者。
    }
    public synchronized void get()throws InterruptedException{
        if(flag){
                super.wait() ;
            }
            Thread.sleep(300) ;
        System.out.println(this.getName() +
            " --> " + this.getContent()) ;
        flag  = true ;    // 改变标志位，表示可以生产
        super.notify() ;
    }
    public void setName(String name){
        this.name = name ;
    }
    public void setContent(String content){
        this.content = content ;
    }
    public String getName(){
        return this.name ;
    }
    public String getContent(){
        return this.content ;
    }
};
class Producer implements Runnable{    // 通过Runnable实现多线程
    private Info info = null ;        // 保存Info引用
    public Producer(Info info){
        this.info = info ;
    }
    public void run(){
        boolean flag = false ;    // 定义标记位
        for(int i=0;i<50;i++){
            try{
            if(flag){
                this.info.set("李兴华","JAVA讲师") ;    // 设置名称
                flag = false ;
            }else{
                this.info.set("mldn","www.mldnjava.cn") ;    // 设置名称
                flag = true ;
            }
            }catch(InterruptedException e)　　//处理异常
            {
                e.printStackTrace();
            }
        }
    }
};
class Consumer implements Runnable{
    private Info info = null ;
    public Consumer(Info info){
        this.info = info ;
    }
    public void run(){
        for(int i=0;i<50;i++){
            try{
            this.info.get() ;
            }catch(InterruptedException e)　　//处理异常
            {
                e.printStackTrace();
            }
        }
    }
};
public class demo1{
    public static void main(String args[]){
        Info info = new Info();    // 实例化Info对象
        Producer pro = new Producer(info) ;    // 生产者
        Consumer con = new Consumer(info) ;    // 消费者
        new Thread(pro).start() ;
        new Thread(con).start() ;
    }
};

运行结果：

李兴华 --> JAVA讲师
mldn --> www.mldnjava.cn
李兴华 --> JAVA讲师
mldn --> www.mldnjava.cn
李兴华 --> JAVA讲师
mldn --> www.mldnjava.cn
李兴华 --> JAVA讲师
mldn --> www.mldnjava.cn
李兴华 --> JAVA讲师
mldn --> www.mldnjava.cn
李兴华 --> JAVA讲师
mldn --> www.mldnjava.cn
李兴华 --> JAVA讲师
mldn --> www.mldnjava.cn

分析：

最开始设置Info对象的flag为false，使得生产者一进去就进入等待wait，消费者可以消费，此时消费者消费的是info对象默认值，消费完了设置flag为true，使得自己再次消费

的话，自己就进入等待（wait），等待生产者生产完告诉自己（唤醒它），然后告诉生产者可以开始生产了（唤醒生产者），此时等待中的生产者唤醒，获取锁，继续往下执行，生产完了后，flag设置为false，防止自己再次相生产的时候，可以把自己进入等待状态（直到消费者消费完告诉自己（唤醒自己）），然后告诉消费者，我生产完了，你可以开始消费了（唤醒消费者），此时等待中的消费者被唤醒，开始执行消费。。。循环。

此时等待的消费者开始继续

总结

　　1，在本程序中需要注意以下两种问题：

　　1）生产者要不断生产信息，但是不能重复生产，或者生产错误信息。

　　2）消费者要不断取走，但是不能重复取走。

　　2，Object类对线程的支持，等待wait()和nofity()和notifyAll(),注意异常的处理。

　　3，本道程序只是加深同步，等待，唤醒机制操作印象。