JAVA笔记16-生产者消费者问题

http://www.cnblogs.com/happyPawpaw/archive/2013/01/18/2865957.html

import java.util.*;

public class ProducterConsumer{
    private LinkedList<Object> box= new LinkedList<Object>();
    private int max = 10 ;
    public void start(){
        new Producter().start();
        new Consumer().start();
    }
    private class Producter extends Thread{
        public void run(){
            while(true){
                synchronized(box){
                    try{
                        while(box.size()==max){
                            System.out.println("满了");
                            box.wait();//因为synchronized(box)，所以要一致
                        }
                        Object o = new Object();
                        if(box.add(o)){
                            System.out.println("producter add a object");
                        }
                        box.notify();//因为synchronized(box)，所以要一致
                        Thread.sleep((int)(Math.random()*3000));

                    }catch(InterruptedException e){
                        e.printStackTrace();
                    }
                }
            }
        }
    }
    private class Consumer extends Thread{
        public void run(){
            while(true){
                synchronized(box){
                    try{
                        while(box.size()==0){
                            System.out.println("空了");
                            box.wait();
                        }
                        box.removeLast();
                        System.out.println("consumer use a object");
                        box.notify();
                        Thread.sleep((int)(Math.random()*3000));

                    }catch(InterruptedException e){
                        e.printStackTrace();
                    }
                }

            }
        }
    }

    public static void main(String[] args){
        (new ProducterConsumer()).start();
    }
}

wait/notify

通常，多线程之间需要协调工作。例如，浏览器的一个显示图片的线程displayThread想要执行显示图片的任务，必须等待下载线程 downloadThread将该图片下载完毕。如果图片还没有下载完，displayThread可以暂停，当downloadThread完成了任务 后，再通知displayThread“图片准备完毕，可以显示了”，这时，displayThread继续执行。
以上逻辑简单的说就是：如果条件不满足，则等待。当条件满足时，等待该条件的线程将被唤醒。在Java中，这个机制的实现依赖于wait/notify。等待机制与锁机制是密切关联的。例如：
synchronized(obj) {while(!condition) {obj.wait();}obj.doSomething();}

当线程A获得了obj锁后，发现条件condition不满足，无法继续下一处理，于是线程A就wait()。
在另一线程B中，如果B更改了某些条件，使得线程A的condition条件满足了，就可以唤醒线程A：
synchronized(obj) {condition = true;obj.notify();}

需要注意的概念是：
◆调用obj的wait(), notify()方法前，必须获得obj锁，也就是必须写在synchronized(obj) {...} 代码段内。
◆调用obj.wait()后，线程A就释放了obj的锁，否则线程B无法获得obj锁，也就无法在synchronized(obj) {...} 代码段内唤醒A。
◆当obj.wait()方法返回后，线程A需要再次获得obj锁，才能继续执行。
◆如果A1,A2,A3都在obj.wait()，则B调用obj.notify()只能唤醒A1,A2,A3中的一个（具体哪一个由JVM决定）。
◆obj.notifyAll()则能全部唤醒A1,A2,A3，但是要继续执行obj.wait()的下一条语句，必须获得obj锁，因此，A1,A2,A3只有一个有机会获得锁继续执行，例如A1，其余的需要等待A1释放obj锁之后才能继续执行。
◆当B调用obj.notify/notifyAll的时候，B正持有obj锁，因此，A1,A2,A3虽被唤醒，但是仍无法获得obj锁。直到B退出synchronized块，释放obj锁后，A1,A2,A3中的一个才有机会获得锁继续执行。

1、模拟做馒头、吃馒头。

public class ProducerConsumer{
    public static void main(String args[])    {
        SyncStack ss=new SyncStack();
        Producer p=new Producer(ss);
        Consumer c=new Consumer(ss);
        new Thread(p).start();
        new Thread(p).start();
        new Thread(p).start();
        new Thread(c).start();
    }
}
//WoTou
class WoTou{
    int id;
    WoTou(int id){
        this.id = id;
    }
    public String toString(){
        return "WoTou:"+id;
    }
}
//SyncStack
class SyncStack{
    int index = 0;
    WoTou[] arrWT = new WoTou[6];

    public synchronized void push(WoTou wt){
        while(index == arrWT.length){//不能用if，否则发现异常时就跳出if语句了，此时还是满的
            try{
                this.wait();
            }catch(InterruptedException e){
                e.printStackTrace();
            }
        }
        this.notifyAll();
        arrWT[index] = wt;
        index++;
    }

    public synchronized WoTou pop(){
        while(index == 0){
            try{
                this.wait();
            }catch(InterruptedException e){
                e.printStackTrace();
            }
        }
        this.notifyAll();
        index--;
        return arrWT[index];
    }
}
//Producer
class Producer implements Runnable{
    SyncStack ss = null;
    Producer (SyncStack ss){
        this.ss = ss;
    }

    public void run(){
        for(int i=0;i<60;i++){
            WoTou wt=new WoTou(i);
            ss.push(wt);
            System.out.println("生产了：" + wt);
            try{
                Thread.sleep((int)(Math.random()*200));//sleep是静态方法 random()方法可获得0.0<x<1.0之间的随机数，返回double类型。
            }catch(InterruptedException e){
                e.printStackTrace();
            }
        }
    }
}
//Consumer
class Consumer implements Runnable{
    SyncStack ss = null;
    Consumer (SyncStack ss){
        this.ss = ss;
    }

    public void run(){
        for(int i=0;i<20;i++){
            WoTou wt = ss.pop();
            System.out.println("消费了：" + wt);
            try{
                Thread.sleep((int)(Math.random()*2000));//sleep是静态方法
            }catch(InterruptedException e){
                e.printStackTrace();
            }
        }
    }
}

wait:属于Object类。锁定当前对象的线程，只能在synchronized方法里面使用wait。抛出InterruptedException异常，所以必须try catch。一旦wait，释放锁，之后必须用notify叫醒。

notify属于Object类中的，叫醒一个正在当前对象上wait的线程。

注意：每个wait后跟一个notify/notifyAll。线程wait后，只能等待其他线程叫醒自己。

比如同步方法pop中，当index==0时，消费者进入wait状态,此时只监听其他线程是否调用notify/notifyAll。如果一旦有线程调用了notify/notifyAll则此wait状态的进程被唤醒。整个程序只有push同步方法可能调用notify/notifyAll，所以当push方法上的进程运行时唤醒之前在wait状态的进程。

2、线程知识总结：进程、线程的概念；创建和启动线程的两种方法（Runnable,Thread）,sleep,join,yield,synchronized,wait,notify/notifyAll