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執行緒通信和8鎖問題

2022-04-18 06:58:25 後端開發

執行緒通信

1、場景:生產者和消費者問題

==倉庫、生產者、消費者

====倉庫只能存放一個產品,生產者將生產出來的產品放入倉庫,消費者將倉庫中產品取走

====如果倉庫中沒有產品,生產者將產品放入倉庫,否則停止生產并等待(阻塞),直到倉庫中的產品被消費者取走

====如果倉庫中有產品,消費者可以將產品取走消費,否則停止消費并等待,直到倉庫中再次放入產品為止

生產者和消費者共享一個資源,并且生產者和消費者之間相互依賴,互為條件,

==生產者消費者問題中,僅有synchronized是不夠的,

synchronized可以阻止并發更新同一個共享資源,實作了同步,但不能用來實作不同執行緒之間的訊息傳遞(通信)

2、執行緒通信的操作方法

(Object類的方法,只能在同步方法或同步代碼塊中使用,否則會拋出例外llegalMonitorStateException)

(1)wait() :執行緒一直等待,直到其它執行緒通知,會釋放鎖

(2)wait(long timeout):指定等待的毫秒數

(3)notify():喚醒一個處于等待狀態的執行緒

(4)notifyAll():喚醒同一個物件上所有呼叫wait()方法的執行緒,優先級高的執行緒先調度,

3、執行緒通信的方式:

(1)管程法(生產者 緩沖區 消費者)

并發協作模型:生產者消費者模式 管程法

==生產者:負責生產資料的模塊(方法、物件、執行緒、行程)

==消費者:負責處理資料的模塊(方法、物件、執行緒、行程)

==緩沖區:消費者不直接使用生產者的資料,生產者將生產好的資料放入緩沖區,消費者從緩沖區拿出資料

//測驗生產者消費者模式  :    管程法 (生產者 消費者  緩沖區)
public class TestPC {
   public static void main(String[] args) {
       SynContainer synContainer = new SynContainer();
       new Productor(synContainer).start();
       new Consumer(synContainer).start();
  }
}
//生產者
class Productor extends Thread{
  SynContainer container;
  public Productor(SynContainer container){
      this.container = container;
  }
   @Override
   public void run() {
       for (int i = 0; i < 100; i++) {
           Chicken chicken = new Chicken(i);
           container.push(chicken);
           System.out.println("productor product no."+i+"chicken");
      }
  }
}
//消費者
class Consumer extends Thread{
   SynContainer container;
   public Consumer(SynContainer container){
       this.container = container;
  }
?
   @Override
   public void run() {
       for (int i = 0; i < 100; i++) {
           System.out.println("no."+container.pop().num+"chicken ConSume");
      }
  }
}
//產品
class Chicken{
   int num;
?
   public Chicken(int num) {
       this.num = num;
  }
}
//緩沖區
class SynContainer{
   //容器大小
   Chicken[] chickens = new Chicken[10];
   //數量
   int count =0;
?
   //生產者生產 放入
   public synchronized void push(Chicken chicken){
       //如果容器滿了
       if (count==chickens.length){
           //產品滿了通知消費者消費
           try {
               this.wait();
          } catch (InterruptedException e) {
               e.printStackTrace();
          }
      }
       //如果沒滿 則生產 進入緩沖區
       chickens[count]=chicken;
       count++;
?
       //生產者每生產產品就可以 通知消費者消費
       this.notifyAll();
  }
?
   //消費者消費 取出
   public synchronized Chicken pop(){
       //如果容器為空
       if (count==0){
           //產品為空 通知生產者生產
           try {
               this.wait();
          } catch (InterruptedException e) {
               e.printStackTrace();
          }
      }
       //消費者消費
       count--;
       Chicken chicken=chickens[count];
       //消費者每次消費 則通知生產者生產
       this.notifyAll();
?
       return chicken;
  }
}

(2)信號燈法(標志位)

添加標志位來判斷

//生產者消費者模式 :  信號燈法  設定一個標志位
public class TestPC2 {
   public static void main(String[] args) {
       TV tv = new TV();
       new Player(tv).start();
       new Watcher(tv).start();
  }
}
//生產者   演員
class Player extends Thread{
   TV tv;
   public Player(TV tv){
       this.tv = tv;
  }
?
   @Override
   public void run() {
       for (int i = 0; i < 10; i++) {
           if (i%2==0){
               this.tv.play("瑯琊榜");
          }else {
               this.tv.play("周生如故");
          }
      }
  }
}
//消費者   觀眾
class Watcher extends Thread{
  TV tv;
  public Watcher(TV tv){
      this.tv= tv;
  }
?
   @Override
   public void run() {
       for (int i = 0; i < 20; i++) {
           this.tv.watch();
      }
  }
}
//產品   節目
class TV{
   //演員表演 觀眾等待 T
   //觀眾觀看 演員等待 F
   String voice; //表演的節目
   boolean flag = true;//設定的標志位
?
   //表演
   public synchronized void play(String voice){
       //如果flag 不為true 代表觀眾還在觀看
       if (!flag){
           try {
               this.wait(); //這個執行緒等待
          } catch (InterruptedException e) {
               e.printStackTrace();
          }
      }
       // 為true 則可以開始表演
       System.out.println("表演了"+voice);
       //通知觀眾觀看
       this.notifyAll();//通知喚醒所有等待的執行緒
       this.voice = voice;
       this.flag=!this.flag; //改變標志位 代表表演結束 等觀眾觀看
  }
?
   public synchronized void watch(){
       //如果flag 為true 則代表演員還在表演
       if (flag){
           try {
               this.wait(); //這個執行緒等待
          } catch (InterruptedException e) {
               e.printStackTrace();
          }
      }
       System.out.println("觀眾觀看了"+voice);
       //通知演員表演
       this.notifyAll();//通知喚醒
       this.flag = !this.flag;//改變標志位 代表觀看結束 等演員表演
  }
?
}

(3)執行緒池

 

 

 

 

public class TestPool {
   public static void main(String[] args) {
       MyThread myThread = new MyThread();
       //1、創建服務 創建執行緒池
       // newFixedThreadPool 執行緒池的大小為 10
       ExecutorService executorService = Executors.newFixedThreadPool(10);
       ExecutorService service = Executors.newFixedThreadPool(4);
?
       //2、執行 放入執行緒池中
       executorService.execute(myThread);
       executorService.execute(myThread);
       executorService.execute(myThread);
       service.execute(myThread);
       service.execute(myThread);
       service.execute(myThread);
?
       //3、關閉服務 關閉執行緒池連接
       executorService.shutdown();
       service.shutdown();
  }
}
?
class MyThread implements Runnable{
   @Override
   public void run() {
       for (int i = 0; i < 2; i++) {
           System.out.println(Thread.currentThread().getName()+i);
      }
?
?
  }
}

 

8鎖問題

1、標準情況下兩個執行緒哪個先列印

(鎖的是同一物件,先拿到鎖先執行)

public class aTest {
   public static void main(String[] args) {
       // 鎖的是同一物件 phone
       // send 先拿到鎖先執行   call 后拿到鎖后執行
       Phone phone = new Phone();
       new Thread(()->{
           phone.send();
      }).start();
?
       try {
           TimeUnit.SECONDS.sleep(1);//休眠1秒
      } catch (InterruptedException e) {
           e.printStackTrace();
      }
?
       new Thread(()->{
           phone.call();
      }).start();
  }
}
//synchronized 鎖的是同一物件 Phone
class Phone{
   public synchronized void send(){
       System.out.println("發短信");
  }
?
   public synchronized void call(){
       System.out.println("打電話");
  }
}

2、有一個執行緒延遲,另一個執行緒正常,哪個先列印

(鎖的還是同一物件,先拿到鎖先執行(雖然有send延遲,但是同一物件內的,還是先執行))

//先send 再call
public class bTest {
   public static void main(String[] args) throws InterruptedException {
       Phone2 phone = new Phone2();
       new Thread(()->{phone.send();}).start();
       TimeUnit.SECONDS.sleep(1);
       new Thread(()->{phone.call();}).start();
  }
}
class Phone2{
   public synchronized void send(){
       try {
           TimeUnit.SECONDS.sleep(4);
      } catch (InterruptedException e) {
           e.printStackTrace();
      }
       System.out.println("發短信");
  }
   public synchronized void call(){
       System.out.println("打電話");
  }
}

兩個執行緒是同一物件呼叫方法,方法都有synchronized修飾,則鎖的是這個物件(相當于鎖粗化了) 這個物件的鎖是同一把鎖 呼叫的方法即執行緒 誰先拿到鎖誰先執行(相當于 一次只能有一個執行緒呼叫該方法)

3、在兩個同步方法情況下,增加一個普通方法,呼叫同步方法和普通方法,哪個先執行?(普通方法先執行,因為不受鎖的影響)

//先hello再send、call
public class cTest {
   public static void main(String[] args) throws InterruptedException {
       Phone3 phone = new Phone3();
?
       new Thread(()->{phone.send();}).start();
       TimeUnit.SECONDS.sleep(1);
       new Thread(()->{phone.call();}).start();
       new Thread(()->{phone.hello();}).start();
  }
}
class Phone3{
   public synchronized void send(){
       try {
           TimeUnit.SECONDS.sleep(4);
      } catch (InterruptedException e) {
           e.printStackTrace();
      }
       System.out.println("發短信");
  }
   public synchronized void call(){
       System.out.println("打電話");
  }
   public void hello(){
       System.out.println("hello");
  }
}

4、創建兩個物件,分別呼叫同步方法,哪個先執行?

(創建兩個物件,synchronized鎖的是方法的呼叫者,即這個兩個物件都有鎖,共兩把鎖,沒有執行緒休眠的先執行)

//先call再send(有休眠)
public class dTest {
   public static void main(String[] args) throws InterruptedException {
       Phone4 phone1 = new Phone4();//物件1
       Phone4 phone2 = new Phone4();//物件2
       new Thread(()->{phone1.send(); }).start();
       TimeUnit.SECONDS.sleep(1);
//       new Thread(()->{phone2.hello();}).start();
       new Thread(()->{phone2.call();}).start();
//       new Thread(()->{phone1.hello();}).start();
  }
?
}
class Phone4{
   public synchronized void send(){
       try {
           TimeUnit.SECONDS.sleep(4);
      } catch (InterruptedException e) {
           e.printStackTrace();
      }
       System.out.println("發短信");
  }
   public synchronized void call(){
       System.out.println("打電話");
  }
   //普通方法 沒加鎖 非同步方法
   public void hello(){
       System.out.println("hello");
  }
}

5、都是靜態同步方法static synchronized修飾,哪個先執行?

(按類的方法的順序來執行)

(static修飾的方法,在類加載時就存在了,鎖的是類class,在物件呼叫時,進入的是類的鎖)

//先send再call
public class eTest {
   public static void main(String[] args) throws InterruptedException {
       Phone5 phone = new Phone5();
       new Thread(()->{phone.send();}).start();
       TimeUnit.SECONDS.sleep(1);
       new Thread(()->{phone.call();}).start();
  }
}
class Phone5{
   /* static 修飾的方法 在類加載的時候就創建了就有了
      也就是 靜態按順序(模板)固定了   鎖的是類 Class
        在物件呼叫時 就進入的是類的鎖 Class的鎖
   */
   public static synchronized void send(){
       try {
           TimeUnit.SECONDS.sleep(4);
      } catch (InterruptedException e) {
           e.printStackTrace();
      }
       System.out.println("發短信");
  }
   public static synchronized void call(){
       System.out.println("打電話");
  }
}

6、兩個物件分別呼叫兩個靜態同步方法,哪個先執行?

(按class類中的方法呼叫順序執行)

(因為兩個物件是由同一個類創建的,這個class的方法是靜態同步方法,鎖的是這個class,所以無論從這個class中創建多少個物件,呼叫class靜態同步方法都是按class中的方法的呼叫順序的,同一把鎖class,先呼叫的方法,先得到鎖)

//先send 后 call
public class fTest {
   public static void main(String[] args) {
       Phone6 phone1 = new Phone6();
       Phone6 phone2 = new Phone6();
       new Thread(()->{phone1.send();}).start();
       new Thread(()->{phone2.call();}).start();
  }
}
class Phone6{
   public static synchronized void send(){
       try {
           TimeUnit.SECONDS.sleep(4);
      } catch (InterruptedException e) {
           e.printStackTrace();
      }
       System.out.println("發短信");
  }
   public static synchronized void call(){
       System.out.println("打電話");
  }
}

7、一個靜態同步方法send和一個普通同步call方法,一個物件,哪個先執行?

(靜態同步方法send 先執行)

(靜態同步方法鎖的是class類,普通同步方法鎖的是物件)

//先call再send
public class gTest {
   public static void main(String[] args) throws InterruptedException {
       Phone7 phone = new Phone7();
       new Thread(()->{phone.send();}).start();
       TimeUnit.SECONDS.sleep(1);
       new Thread(()->{phone.call();}).start();
  }
}
class Phone7{
   public static synchronized void send(){
       /*如果有進行休眠,就會先休眠,物件鎖先執行
       try {
           TimeUnit.SECONDS.sleep(4);
       } catch (InterruptedException e) {
           e.printStackTrace();
       }
       */
       System.out.println("發短信");
  }
   public synchronized void call(){
       System.out.println("打電話");
  }
}

8、一個靜態同步方法send,一個普通同步方法call,兩個物件,哪個先執行?

(看執行順序)

(靜態同步方法鎖的是class類,普通同步方法鎖的是物件)

//先send再call
public class hTest {
   public static void main(String[] args) throws InterruptedException {
       Phone8 phone1 = new Phone8();
       Phone8 phone2 = new Phone8();
       new Thread(()->{phone1.send();}).start();
       TimeUnit.SECONDS.sleep(1);
       new Thread(()->{phone2.call();}).start();
  }
}
class Phone8{
   public static synchronized void send(){
       /*如果有進行休眠,就會先休眠,物件鎖先執行
       try {
           TimeUnit.SECONDS.sleep(4);
       } catch (InterruptedException e) {
           e.printStackTrace();
       }
       */
       System.out.println("發短信");
  }
   public synchronized void call(){
       System.out.println("打電話");
  }
}
 

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    uj5u.com 2023-04-20 07:22:59 more
  • java -- 緩沖流、轉換流、序列化流

    緩沖流 緩沖流, 也叫高效流, 按照資料型別分類: 位元組緩沖流:BufferedInputStream,BufferedOutputStream 字符緩沖流:BufferedReader,BufferedWriter 緩沖流的基本原理,是在創建流物件時,會創建一個內置的默認大小的緩沖區陣列,通過緩沖 ......

    uj5u.com 2023-04-20 07:22:49 more
  • Java-SpringBoot-Range請求頭設定實作視頻分段傳輸

    老實說,人太懶了,現在基本都不喜歡寫筆記了,但是網上有關Range請求頭的文章都太水了 下面是抄的一段StackOverflow的代碼...自己大修改過的,寫的注釋挺全的,應該直接看得懂,就不解釋了 寫的不好...只是希望能給視頻網站開發的新手一點點幫助吧. 業務場景:視頻分段傳輸、視頻多段傳輸(理 ......

    uj5u.com 2023-04-20 07:22:42 more
  • Windows 10開發教程_編程入門自學教程_菜鳥教程-免費教程分享

    教程簡介 Windows 10開發入門教程 - 從簡單的步驟了解Windows 10開發,從基本到高級概念,包括簡介,UWP,第一個應用程式,商店,XAML控制元件,資料系結,XAML性能,自適應設計,自適應UI,自適應代碼,檔案管理,SQLite資料庫,應用程式到應用程式通信,應用程式本地化,應用程式 ......

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