Java_线程通信

一、线程通信

首先，什么是线程通信呢？

• 当多个线程共同操作共享资源时，线程间通过某种方式互相告知自己的状态，以相互协调，避免无效的资源挣抢。

线程通信的常见模式：是生产者与消费者模型

• 生产者线程负责生成数据
• 消费者线程负责消费生产者生成的数据
• 注意：生产者生产完数据后应该让自己等待，通知其他消费者消费；消费者消费完数据之后应该让自己等待，同时通知生产者生成。

比如下面案例中，有3个厨师（生产者线程），两个顾客（消费者线程）。

接下来，我们先分析一下完成这个案例的思路

1.先确定在这个案例中，什么是共享数据？
    答：这里案例中桌子是共享数据，因为厨师和顾客都需要对桌子上的包子进行操作。
 
2.再确定有那几条线程？哪个是生产者，哪个是消费者？
    答：厨师是生产者线程，3条生产者线程； 
       顾客是消费者线程，2条消费者线程
        
3.什么时候将哪一个线程设置为什么状态
    生产者线程(厨师)放包子：
         1)先判断是否有包子
         2)没有包子时，厨师开始做包子, 做完之后把别人唤醒，然后让自己等待
         3)有包子时，不做包子了，直接唤醒别人、然后让自己等待
             
    消费者线程(顾客)吃包子：
         1)先判断是否有包子
         2)有包子时，顾客开始吃包子, 吃完之后把别人唤醒，然后让自己等待
         3)没有包子时，不吃包子了，直接唤醒别人、然后让自己等待

按照上面分析的思路写代码。先写桌子类，代码如下

public class Desk {
    private List<String> list = new ArrayList<>();
 
    // 放1个包子的方法
    // 厨师1 厨师2 厨师3
    public synchronized void put() {
        try {
            String name = Thread.currentThread().getName();
            // 判断是否有包子。
            if(list.size() == 0){
                list.add(name + "做的肉包子");
                System.out.println(name + "做了一个肉包子~~");
                Thread.sleep(2000);
 
                // 唤醒别人, 等待自己
                this.notifyAll();
                this.wait();
            }else {
                // 有包子了，不做了。
                // 唤醒别人, 等待自己
                this.notifyAll();
                this.wait();
            }
        } catch (Exception e) {
            e.printStackTrace();
        }
    }
 
    // 吃货1 吃货2
    public synchronized void get() {
        try {
            String name = Thread.currentThread().getName();
            if(list.size() == 1){
                // 有包子，吃了
                System.out.println(name  + "吃了：" + list.get(0));
                list.clear();
                Thread.sleep(1000);
                this.notifyAll();
                this.wait();
            }else {
                // 没有包子
                this.notifyAll();
                this.wait();
            }
        } catch (Exception e) {
            e.printStackTrace();
        }
    }
}

只有拿锁对象调用上述方法才不会出Bug，否则一定会出问题，因为只有锁对象知道当前谁占据了它，然后谁需要等待，所以锁对象调用wait()方法就会把占据它的方法进行等待，锁对象调notify()方法就会把等待锁对象的那些方法唤醒

再写测试类，在测试类中，创建3个厨师线程对象，再创建2个顾客对象，并启动所有线程

public class ThreadTest {
    public static void main(String[] args) {
        //   需求：3个生产者线程，负责生产包子，每个线程每次只能生产1个包子放在桌子上
        //      2个消费者线程负责吃包子，每人每次只能从桌子上拿1个包子吃。
        Desk desk  = new Desk();
 
        // 创建3个生产者线程（3个厨师）
        new Thread(() -> {
            while (true) {
                desk.put();
            }
        }, "厨师1").start();
 
        new Thread(() -> {
            while (true) {
                desk.put();
            }
        }, "厨师2").start();
 
        new Thread(() -> {
            while (true) {
                desk.put();
            }
        }, "厨师3").start();
 
        // 创建2个消费者线程（2个吃货）
        new Thread(() -> {
            while (true) {
                desk.get();
            }
        }, "吃货1").start();
 
        new Thread(() -> {
            while (true) {
                desk.get();
            }
        }, "吃货2").start();
    }
}

执行上面代码，运行结果如下：你会发现多个线程相互协调执行，避免无效的资源挣抢。

厨师1做了一个肉包子~~
吃货2吃了：厨师1做的肉包子
厨师3做了一个肉包子~~
吃货2吃了：厨师3做的肉包子
厨师1做了一个肉包子~~
吃货1吃了：厨师1做的肉包子
厨师2做了一个肉包子~~
吃货2吃了：厨师2做的肉包子
厨师3做了一个肉包子~~
吃货1吃了：厨师3做的肉包子
......