主頁 > 後端開發 > 多執行緒中的生產者消費者問題 - 執行緒的同步

多執行緒中的生產者消費者問題 - 執行緒的同步

2020-09-18 14:57:35 後端開發

為了完成多個任務,常創建多個執行緒,它們可能毫不相關,但有時它們完成的任務在某種程度上有一定的關系,此時就需要執行緒之間有一些互動,在Java中,使用一對方法wait()和notify()/notifyAll()實作執行緒的互動,

同步問題的提出

作業系統中的生產者消費者問題,就是一個經典的同步問題,舉一個例子,有兩個人,一個人在刷盤子,另一個人在烘干,這兩個人各自代表一個執行緒,他們之間有一個共享的物件 --- 盤架,刷好而等待烘干的盤子放在盤架上,兩個人在沒有事做事都愿意歇著,顯然,盤架上有刷好的盤子時,烘干的人才能開始作業;而如果刷盤子的人刷的太快,刷好的盤子占滿了盤架時,他就不能再繼續作業了,而要等到盤架上有空位置才行,

這個示例要說明的問題是,生產者生產一個產品后就放入共享物件中,而不管共享物件中是否有產品,消費者從共享物件中取用產品,但不檢測是否已經取過,

若共享物件中只能存放一個資料,可能出現以下問題(執行緒不同步的情況下):

  • 生產者比消費者快時,消費者會漏掉一些資料沒有取到,
  • 消費者比生產者快時,消費者取相同的資料,

在java語言中,可以用wait()和notify()/notifyAll()方法來協調執行緒間的運行速度關系,這些方法都定義在java.lang.Object類中,

解決方法

為了解決執行緒運行速度問題,Java提供了一種建立在物件實體之上的互動方法,Java中的每個物件實體都有兩個執行緒佇列和他相連第一個用來排列等待鎖定標志的執行緒,第二個則用來實作wait()和notify()的互動機制

類java.lang.Object中定義了三個方法wait()和notify()/notifyAll(),

wait方法導致當前的執行緒等待,它的作用是讓當先執行緒釋放其所持有的“物件互斥鎖”,進入wait佇列(等待佇列);而notify()/notifyAll()方法的作用是喚醒一個或所有正在等待佇列中等待的執行緒,并將它(們)移入用一個“物件互斥鎖”佇列,notify()/notifyAll()方法和wait()方法都只能在被宣告為synchronized的方法或代碼中呼叫,方法notify()最多只能釋放等待佇列中的第一個執行緒,如果有多個執行緒在等待,則其他的執行緒將繼續留在佇列中,notifyAll()方法能夠釋放所有等待執行緒,

再來看看前面刷盤子的例子,執行緒t1代表刷盤子,執行緒t2代表烘干,它們都有對盤架drainingBoard的訪問權,假設執行緒t2(烘干執行緒)想要進行烘干作業,而此時盤架時空的,則應表示如下:

if(drainingBoard.isEmpty())
drainingBoard.wait(); //盤架空時則等待

當執行緒t2執行了wait()呼叫后,它不可以再執行,并加入到物件drainingBoard的等待佇列中,在有執行緒將它從這個佇列釋放之前,它不能再次運行,

那么,烘干執行緒怎樣才能重新運行呢?這應該有洗刷執行緒t1來通知它已經有作業可以做了,運行drainingBoard的notify呼叫可以做到這一點:

drainingBoard.addItem(); //放入一個盤子
drainingBoard.notify();

此時,drainingBoard的等待佇列中第一個阻塞執行緒由佇列中釋放出來,并可重新參加運行的競爭,

注意,在這里使用notify呼叫時,沒有考慮是否有正在等待的執行緒,事實上,應該只有在增加盤子后使得盤架不再空時才執行這個呼叫,如果等待佇列中沒有阻塞執行緒時呼叫了方法notify(),則這個呼叫不做任何作業,notify()呼叫不會被保留到以后再發生效用,

使用這個機制,程式能夠非常簡單的協調洗刷執行緒和烘干執行緒,而且并不需要了解這些執行緒的身份,每當執行一項作業,使得另一個執行緒能夠開始作業,就通知物件drainingBoard(呼叫notify());每當由于盤架慷訓滿而不能繼續作業時,就等待物件drainingBoard(呼叫wait()),

在呼叫一個物件的wait(),notify()/notifyAll()時,必須首先持有該物件的鎖定標志,因此這些方法必須在同步程式塊中呼叫,這樣,應該將代碼改寫如下:

synchronized(drainingBoard) {
if(drainingBoard.isEmpty())
? drainingBoard.wait();
}

synchronized(drainingBoard) {
? drainingBoard.addItem();
? drainingBoard.notify();
}

轉載請註明出處,本文鏈接:https://www.uj5u.com/houduan/74587.html

標籤:Java

上一篇:delphi xe 10 操作win10注冊表不成功,誰知道原因?

下一篇:不知道什么原因,出現這種錯誤,求大神幫忙

標籤雲
其他(157675) Python(38076) JavaScript(25376) Java(17977) C(15215) 區塊鏈(8255) C#(7972) AI(7469) 爪哇(7425) MySQL(7132) html(6777) 基礎類(6313) sql(6102) 熊猫(6058) PHP(5869) 数组(5741) R(5409) Linux(5327) 反应(5209) 腳本語言(PerlPython)(5129) 非技術區(4971) Android(4554) 数据框(4311) css(4259) 节点.js(4032) C語言(3288) json(3245) 列表(3129) 扑(3119) C++語言(3117) 安卓(2998) 打字稿(2995) VBA(2789) Java相關(2746) 疑難問題(2699) 细绳(2522) 單片機工控(2479) iOS(2429) ASP.NET(2402) MongoDB(2323) 麻木的(2285) 正则表达式(2254) 字典(2211) 循环(2198) 迅速(2185) 擅长(2169) 镖(2155) 功能(1967) .NET技术(1958) Web開發(1951) python-3.x(1918) HtmlCss(1915) 弹簧靴(1913) C++(1909) xml(1889) PostgreSQL(1872) .NETCore(1853) 谷歌表格(1846) Unity3D(1843) for循环(1842)

熱門瀏覽
  • 【C++】Microsoft C++、C 和匯編程式檔案

    ......

    uj5u.com 2020-09-10 00:57:23 more
  • 例外宣告

    相比于斷言適用于排除邏輯上不可能存在的狀態,例外通常是用于邏輯上可能發生的錯誤。 例外宣告 Item 1:當函式不可能拋出例外或不能接受拋出例外時,使用noexcept 理由 如果不打算拋出例外的話,程式就會認為無法處理這種錯誤,并且應當盡早終止,如此可以有效地阻止例外的傳播與擴散。 示例 //不可 ......

    uj5u.com 2020-09-10 00:57:27 more
  • Codeforces 1400E Clear the Multiset(貪心 + 分治)

    鏈接:https://codeforces.com/problemset/problem/1400/E 來源:Codeforces 思路:給你一個陣列,現在你可以進行兩種操作,操作1:將一段沒有 0 的區間進行減一的操作,操作2:將 i 位置上的元素歸零。最終問:將這個陣列的全部元素歸零后操作的最少 ......

    uj5u.com 2020-09-10 00:57:30 more
  • UVA11610 【Reverse Prime】

    本人看到此題沒有翻譯,就附帶了一個自己的翻譯版本 思考 這一題,它的第一個要求是找出所有 $7$ 位反向質數及其質因數的個數。 我們應該需要質數篩篩選1~$10^{7}$的所有數,這里就不慢慢介紹了。但是,重讀題,我們突然發現反向質數都是 $7$ 位,而將它反過來后的數字卻是 $6$ 位數,這就說明 ......

    uj5u.com 2020-09-10 00:57:36 more
  • 統計區間素數數量

    1 #pragma GCC optimize(2) 2 #include <bits/stdc++.h> 3 using namespace std; 4 bool isprime[1000000010]; 5 vector<int> prime; 6 inline int getlist(int ......

    uj5u.com 2020-09-10 00:57:47 more
  • C/C++編程筆記:C++中的 const 變數詳解,教你正確認識const用法

    1、C中的const 1、區域const變數存放在堆疊區中,會分配記憶體(也就是說可以通過地址間接修改變數的值)。測驗代碼如下: 運行結果: 2、全域const變數存放在只讀資料段(不能通過地址修改,會發生寫入錯誤), 默認為外部聯編,可以給其他源檔案使用(需要用extern關鍵字修飾) 運行結果: ......

    uj5u.com 2020-09-10 00:58:04 more
  • 【C++犯錯記錄】VS2019 MFC添加資源不懂如何修改資源宏ID

    1. 首先在資源視圖中,添加資源 2. 點擊新添加的資源,復制自動生成的ID 3. 在解決方案資源管理器中找到Resource.h檔案,編輯,使用整個專案搜索和替換的方式快速替換 宏宣告 4. Ctrl+Shift+F 全域搜索,點擊查找全部,然后逐個替換 5. 為什么使用搜索替換而不使用屬性視窗直 ......

    uj5u.com 2020-09-10 00:59:11 more
  • 【C++犯錯記錄】VS2019 MFC不懂的批量添加資源

    1. 打開資源頭檔案Resource.h,在其中預先定義好宏 ID(不清楚其實ID值應該設定多少,可以先新建一個相同的資源項,再在這個資源的ID值的基礎上遞增即可) 2. 在資源視圖中選中專案資源,按F7編輯資源檔案,按 ID 型別 相對路徑的形式添加 資源。(別忘了先把檔案拷貝到專案中的res檔案 ......

    uj5u.com 2020-09-10 01:00:19 more
  • C/C++編程筆記:關于C++的參考型別,專供新手入門使用

    今天要講的是C++中我最喜歡的一個用法——參考,也叫別名。 參考就是給一個變數名取一個變數名,方便我們間接地使用這個變數。我們可以給一個變數創建N個參考,這N + 1個變數共享了同一塊記憶體區域。(參考型別的變數會占用記憶體空間,占用的記憶體空間的大小和指標型別的大小是相同的。雖然參考是一個物件的別名,但 ......

    uj5u.com 2020-09-10 01:00:22 more
  • 【C/C++編程筆記】從頭開始學習C ++:初學者完整指南

    眾所周知,C ++的學習曲線陡峭,但是花時間學習這種語言將為您的職業帶來奇跡,并使您與其他開發人員區分開。您會更輕松地學習新語言,形成真正的解決問題的技能,并在編程的基礎上打下堅實的基礎。 C ++將幫助您養成良好的編程習慣(即清晰一致的編碼風格,在撰寫代碼時注釋代碼,并限制類內部的可見性),并且由 ......

    uj5u.com 2020-09-10 01:00:41 more
最新发布
  • Rust中的智能指標:Box<T> Rc<T> Arc<T> Cell<T> RefCell<T> Weak

    Rust中的智能指標是什么 智能指標(smart pointers)是一類資料結構,是擁有資料所有權和額外功能的指標。是指標的進一步發展 指標(pointer)是一個包含記憶體地址的變數的通用概念。這個地址參考,或 ” 指向”(points at)一些其 他資料 。參考以 & 符號為標志并借用了他們所 ......

    uj5u.com 2023-04-20 07:24:10 more
  • Java的值傳遞和參考傳遞

    值傳遞不會改變本身,參考傳遞(如果傳遞的值需要實體化到堆里)如果發生修改了會改變本身。 1.基本資料型別都是值傳遞 package com.example.basic; public class Test { public static void main(String[] args) { int ......

    uj5u.com 2023-04-20 07:24:04 more
  • [2]SpinalHDL教程——Scala簡單入門

    第一個 Scala 程式 shell里面輸入 $ scala scala> 1 + 1 res0: Int = 2 scala> println("Hello World!") Hello World! 檔案形式 object HelloWorld { /* 這是我的第一個 Scala 程式 * 以 ......

    uj5u.com 2023-04-20 07:23:58 more
  • 理解函式指標和回呼函式

    理解 函式指標 指向函式的指標。比如: 理解函式指標的偽代碼 void (*p)(int type, char *data); // 定義一個函式指標p void func(int type, char *data); // 宣告一個函式func p = func; // 將指標p指向函式func ......

    uj5u.com 2023-04-20 07:23:52 more
  • Django筆記二十五之資料庫函式之日期函式

    本文首發于公眾號:Hunter后端 原文鏈接:Django筆記二十五之資料庫函式之日期函式 日期函式主要介紹兩個大類,Extract() 和 Trunc() Extract() 函式作用是提取日期,比如我們可以提取一個日期欄位的年份,月份,日等資料 Trunc() 的作用則是截取,比如 2022-0 ......

    uj5u.com 2023-04-20 07:23:45 more
  • 一天吃透JVM面試八股文

    什么是JVM? JVM,全稱Java Virtual Machine(Java虛擬機),是通過在實際的計算機上仿真模擬各種計算機功能來實作的。由一套位元組碼指令集、一組暫存器、一個堆疊、一個垃圾回收堆和一個存盤方法域等組成。JVM屏蔽了與作業系統平臺相關的資訊,使得Java程式只需要生成在Java虛擬機 ......

    uj5u.com 2023-04-20 07:23:31 more
  • 使用Java接入小程式訂閱訊息!

    更新完微信服務號的模板訊息之后,我又趕緊把微信小程式的訂閱訊息給實作了!之前我一直以為微信小程式也是要企業才能申請,沒想到小程式個人就能申請。 訊息推送平臺🔥推送下發【郵件】【短信】【微信服務號】【微信小程式】【企業微信】【釘釘】等訊息型別。 https://gitee.com/zhongfuch ......

    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 ......

    uj5u.com 2023-04-20 07:22:35 more