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关于java:JUC小记多线程间实现精准通信-虚假唤醒现象

jiezi

提到线程通信，就不得不提经典的 生产者消费者模式

1. 生产者消费者模式

实现双线程交替打印 0-1

public class ConProMode {public static void main(String[] args) {source s = new source();
        new Thread(()-> {   // 生产者线程
            for(int i=0; i<10; i++){
                try {s.increase();
            } catch (InterruptedException e) {e.printStackTrace();
            }}
        },"生产者 A").start();

        new Thread(()-> {   // 消费者线程
            for(int i=0; i<10; i++){
            try {s.decrease();
            } catch (InterruptedException e) {e.printStackTrace();
            }}
        },"消费者 A").start();}
}
class source{   // 资源类
    private int num = 0;

    public synchronized void increase() throws InterruptedException {  
        // 1. 判断 
        if(num != 0){   // 此处应该用 while
            this.wait();}
        // 2. 外围业务
        num++;
        System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "\t" + num);
        // 3. 线程通信
        this.notifyAll();}

    public synchronized void decrease() throws InterruptedException {if(num == 0){this.wait();
        }
        num--;
        System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "\t" + num);
        this.notifyAll();}
}

附上最近学习对我了解和编写多线程晋升最大的几句话：

  • 高内聚低耦合，线程操控资源类
  • 操控资源办法集成在资源类中，给线程调用

2. 线程间的虚伪唤醒景象

在 1 中的生产者消费者模式中，因为生产者和消费者都只有一个，因而不会呈现虚伪唤醒问题；而如果将 生产者和消费者都设置为为两个，即共 4 条线程操控同一份资源且彼此有交互(即通信)，则将会呈现线程的虚伪唤醒景象，机制可见下图：

起因是在线程被唤醒后，如果应用 if 判断的话，因为线程 wait 前曾经通过一次 if 判断，而 if 语句是一个一次性判断，线程昏迷后不会再次执行判断，而是间接执行前面的业务语句，这样就可能导致本该同步的操作却失去了同步性能。因而，在多线程的程序中，控制线程状态的判断语句肯定要应用 while，实现反复判断，防止虚伪唤醒的问题

3. Lock 实现线程的精准通信

Syncronized 同步监视器是一种偏心的锁机制 ，即当线程开释锁后，监视器上的所有线程都有权力去抢夺这把锁并获取执行权，即线程的执行是无序的(除非有且仅有两条线程，能够交替执行)，但很多理论利用场景所须要的线程之间的交互是非偏心的，而是有序的，这就须要监视器为其上的每条线程特备一个认证操作通道。艰深了解 为锁对象为每条线程都装备一把钥匙，各线程能够在本人的工作中抉择和特定的线程进行通信，以此达到让线程按指定程序执行。Lock 锁便实现了这种机制。

举例：

/**
 * A - B - C 三个线程
 * 实现要求：AA 间断打印 1 次  而后 BB 间断打印 2 次  而后 CC 间断打印 3 次
 * 反复 5 轮
 */

public class ConProDemo03 {public static void main(String[] args) {source03 s = new source03();
        new Thread(()->{ for(int i=0; i<5; i++) s.printA();},"线程 A").start();
        new Thread(()->{ for(int i=0; i<5; i++) s.printB();},"线程 B").start();
        new Thread(()->{ for(int i=0; i<5; i++) s.printC();},"线程 C").start();}
}

class source03{
    private int flag = 1;
    private Lock lock = new ReentrantLock();
    private Condition condition1 = lock.newCondition(); // 为线程 A 配一把钥匙
    private Condition condition2 = lock.newCondition(); // 为线程 B 配一把钥匙
    private Condition condition3 = lock.newCondition(); // 为线程 C 配一把钥匙

    public void printA() {lock.lock();
        try{while(flag != 1){condition1.await();
            }
            for(int i=0; i<1; i++){System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "\t" + "AA");
            }
            flag = 2;
            condition2.signal();  // 实现对线程的精准唤醒}catch (InterruptedException e){e.printStackTrace();
        }finally {lock.unlock();
        }
    }

    public void printB() {lock.lock();
        try{while(flag != 2){condition2.await();
            }
            for(int i=0; i<2; i++){System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "\t" + "BB");
            }
            flag = 3;
            condition3.signal();}catch (InterruptedException e){e.printStackTrace();
        }finally {lock.unlock();
        }
    }

    public void printC() {lock.lock();
        try{while(flag != 3){condition3.await();
            }
            for(int i=0; i<3; i++){System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "\t" + "CC");
            }
            flag = 1;
            condition1.signal();}catch (InterruptedException e){e.printStackTrace();
        }finally {lock.unlock();
        }
    }
}
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