java线程基础巩固---多Product多Consumer之间的通讯导致出现程序假死的原因分析
在上一次中已经实现一个生产者与消费者的初步模型(http://www.cnblogs.com/webor2006/p/8413286.html),但是当时只是一个生产者对应一个消费者,先贴下代码:
public class ProductConsumerVersion2 {
private final Object LOCK = new Object();
private int i = 1;
/* 此标识用来说明是否当前已经生产过了,默认没有 */
private volatile boolean isProduced = false; private void product() {
synchronized (LOCK) {
if (isProduced) {
try {
LOCK.wait();
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
} else {
i++;
System.out.println("P->" + i);
LOCK.notify();
isProduced = true;
}
}
} private void comsume() {
synchronized (LOCK) {
if (isProduced) {
System.out.println("C->" + i);
LOCK.notify();
isProduced = false;
} else {
try {
LOCK.wait();
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
}
}
} public static void main(String[] args) {
ProductConsumerVersion2 productConsumerVersion2 = new ProductConsumerVersion2(); new Thread("P") {
@Override
public void run() {
while (true)
productConsumerVersion2.product();
}
}.start(); new Thread("C") {
@Override
public void run() {
while (true)
productConsumerVersion2.comsume();
}
}.start();
} }
而实际生产者消费者模型应该是多对多的,所以接下来将其改造一下:
首先将生产者改成多个,这里采用Java8中的特性来改造,如下:
接着类似的,将消费者也改造下:
等于目前已经有了两个生产者与两个消费者,那接下来运行看效果:
呃~~程序被阻塞住了,那是不是死锁了呢?可以用命令工具来查看确认一下【关于如何查看死锁可以参考:http://www.cnblogs.com/webor2006/p/8320749.html】:
先用"jps"命令查看当前程序的进程号,如下:
然后用"jstack"命令查看该进程的线程情况,如下:
那是为啥会卡住呢?下面增加一些调试语句用来定位跟踪,如下:
再次编译运行:
嗯~~整个过程可以清晰的看到了,那接下来则根据输出一一进行详细分析:
输出:P1 生产了-->2
第一个生产者来了,当然就直接生产喽,如下:
【注意】:上面的是对第一个红色的输出的解释,而不是第二个红色的输出哈~
输出:P1 notify了
输出:P1 wait了
接着第一个生产者又来了,由于之前生产的数据还木有被消费掉,那肯定就开始执行此分支了喽:
输出:P2 wait了
接着第二个生产者又来生产了,不用说继续wait()
输出:C1 消费了-->2
第一个消费者来了,开始消费之前生产的数据2,如下:
输出:C1 notify了
接着它去唤醒其它正在wait的线程,如下:
但是!!目前等待的线程有P1、P2,那唤醒的是哪一个线程呢?下面往下看
输出:C1 wait了
接着第一个消费者继续想消费,可此时没数据可消费了,则进入wait状态了,如下:
输出:P1 生产了-->3
对于上上个输出中提到了P1、P2都处于wait状态了,那C1这时notify()时唤醒的是哪个消费者呢?答案如输出,此时唤醒的是P1,所以它开始生产了:
注意:此时P2、C1还是处于wait状态。
输出:P1 notify了
接着它通知正处于wait状态的线程:
由于此时正在wait的线程有:P2、C1,那最终谁被唤醒了呢?继续分析
输出:P1 wait了
接着P1继续想生产,由于还没被消费掉,当然此时它又处于wait状态喽:
输出:P2 wait了
而上上个notify操作唤醒了这两个正在wait的P2、C1是哪个线程呢?输出也给了答案,很显然是P2,此时它想生产,但是此时还没被消费掉,那它继续wait:
输出:C2 消费了-->3
此时第二个消费者C2来了,由于已经有数据可消费了当然直接消费了喽:
输出:C2 notify了
消费完了,接着就是通知生产者继续生产,所以:
但是需要注意:此时wait的线程有C1、P2。那此时唤醒的是哪个线程呢?继续看一面。
输出:C2 wait了
接着C2继续想消费,但是很显然已经没有内容可消费了,于是乎开始wait:
输出:C1 wait了
而上上个notify发现最终唤醒的是C1线程,而由于目前没内容可消费了,那当然C1也wait了呗,所以:
最终C1、C2、P2都处理wait状态,P2线程wait了那P1也生产不了,而两个消费者线程也都wait了,进入死循环,于是乎就出现了假死的状态,这完全是程序逻辑所引起的,而非是真正的死锁,因为四个线程都wait等于是放弃了所有CPU的执行权,等着别人唤醒。
而造成问题的根本就是对于有多个wait的线程,一个notify具体唤醒的是哪个一线程,这个不同的JVM规则是不一样的,有些是按FIFO来唤醒的,有些是随机的,所以这个陷阱需要特别注意。
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