在同步代码中使用条件
在并发编程中的一个经典问题是生产者与消费者问题，我们有一个数据缓冲区，一个或多个数据的生产者在缓冲区存储数据，而一个或多个数据的消费者，把数据从缓冲区取出。
由于缓冲区是一个共享的数据结构，我们必须采用同步机制，比如synchronized关键字来控制对它的访问。但是我们有更多的限制因素，如果缓冲区是满的，生产者不能存储数据，如果缓冲区是空的，消费者不能取出数据。
对于这些类型的情况，Java在Object对象中提供wait()，notify()，和notifyAll() 方法的实现。一个线程可以在synchronized代码块中调用wait()方法。如果在synchronized代码块外部调用wait()方法，JVM会抛出IllegalMonitorStateException异常。当线程调用wait()方法，JVM让这个线程睡眠，并且释放控制 synchronized代码块的对象，这样，虽然它正在执行但允许其他线程执行由该对象保护的其他synchronized代码块。为了唤醒线程，你必 须在由相同对象保护的synchronized代码块中调用notify()或notifyAll()方法。
在这个指南中，你将学习如何通过使用synchronized关键字和wait()和notify(),notifyAll()方法实现生产者消费者问题。
准备工作
这个指南的例子使用Eclipse IDE实现。如果你使用Eclipse或其他IDE，如NetBeans，打开它并创建一个新的Java项目。
如何做…
按以下步骤来实现的这个例子:
1.创建EventStorage类，包括一个名为maxSize，类型为int的属性和一个名为storage，类型为LinkedList<Date>的属性。
1 |
public class EventStorage {
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3 |
private List<Date> storage;
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2.实现这个类的构造器，初始化所有属性。
3 |
storage=new LinkedList<>();
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3. 实现synchronized方法set()，用来在storage上存储一个事件。首先，检查storage是否已满。如果满了，调用wait()方 法，直到storage有空的空间。在方法的尾部，我们调用notifyAll()方法来唤醒，所有在wait()方法上睡眠的线程。
01 |
public synchronized void set(){
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02 |
while (storage.size()==maxSize){
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05 |
} catch (InterruptedException e) {
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09 |
storage.offer(new Date());
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10 |
System.out.printf("Set: %d",storage.size());
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4. 实现synchronized方法get()，用来在storage上获取一个事件。首先，检查storage是否有事件。如果没有，调用wait()方 法直到，storage有一些事件，在方法的尾部，我们调用notifyAll()方法来唤醒，所有在wait()方法上睡眠的线程。
01 |
public synchronized void get(){
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02 |
while (storage.size()==0){
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05 |
} catch (InterruptedException e) {
|
09 |
System.out.printf("Get: %d: %s",storage.
|
10 |
size(),((LinkedList<?>)storage).poll()); |
5.创建Producer类，并指定它实现Runnable接口，它将实现这个示例的生产者。
1 |
public class Producer implements Runnable {
|
6.声明一个EventStore对象，并实现（Producer类）构造器，初始化该对象。
1 |
private EventStorage storage;
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2 |
public Producer(EventStorage storage){
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7.实现run()方法，该方法调用EventStorage对象的set()方法100次。
3 |
for (int i=0; i<100; i++){
|
8.创建Consumer类，并指定它实现Runnable接口，它将实现这个示例的消费者。
1 |
public class Consumer implements Runnable {
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9.声明一个EventStore对象，并实现（Consumer类）构造器，初始化该对象。
1 |
private EventStorage storage;
|
2 |
public Consumer(EventStorage storage){
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10.实现run()方法，该方法调用EventStorage对象的get()方法100次。
3 |
for (int i=0; i<100; i++){
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11.通过创建类名为Main，且包括main（）方法来实现这个示例的主类。
2 |
public static void main(String[] args) {
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12.创建一个EventStorage对象。
1 |
EventStorage storage=new EventStorage();
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13.创建一个Producer对象，并且用线程运行它。
1 |
Producer producer=new Producer(storage);
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2 |
Thread thread1=new Thread(producer);
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14.创建一个Consumer对象，并且用线程运行它。
1 |
Consumer consumer=new Consumer(storage);
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2 |
Thread thread2=new Thread(consumer);
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15.启动这两个线程。
它是如何工作的…
EventStorage 类的set（）方法和get（）方法是这个示例的关键。首先，set()方法检查storage属性是否有空闲空间。如果它满了，调用wait()方法等 待有空闲的空间。当其他线程调用notifyAll()方法，这个线程将被唤醒并且再次检查这个条件。这个notifyAll()方法并不保证线程会醒 来。这个过程是重复，直到storage有空闲空间，然后它可以生成一个新的事件并存储它。
get()方法的行为是相似的。首先，它检查storage是否有事件。如果EventStorage类是空的，调用wait()方法等待事件。当其他线程调用notifyAll()方法，这个线程将被唤醒并且再次检查这个条件直到storage有一些事件。
注释：在while循环中，你必须保持检查条件和调用wait()方法。你不能继续执行，直到这个条件为true。
不止这些…
synchronize关键字还有其他重要用法，请见其他指南中解释这个关键字使用的参见部分。
参见
在第2章，基本线程同步中在同步类中安排独立属性的食谱。
时间： 2024-10-30 03:15:37
