亚洲免费在线-亚洲免费在线播放-亚洲免费在线观看-亚洲免费在线观看视频-亚洲免费在线看-亚洲免费在线视频

由生產者/消費者問題看JAVA多線程

系統(tǒng) 1966 0
生產者消費者問題是研究多線程程序時繞不開的問題,它的描述是有一塊生產者和消費者共享的有界緩沖區(qū),生產者往緩沖區(qū)放入產品,消費者從緩沖區(qū)取走產品,這個過程可以無休止的執(zhí)行,不能因緩沖區(qū)滿生產者放不進產品而終止,也不能因緩沖區(qū)空消費者無產品可取而終止。
??????? 解決生產者消費者問題的方法有兩種,一種是采用某種機制保持生產者和消費者之間的同步,一種是在生產者和消費者之間建立一個管道。前一種有較高的效率并且可控制性較好,比較常用,后一種由于管道緩沖區(qū)不易控制及被傳輸數(shù)據(jù)對象不易封裝等原因,比較少用。
??????? 同步問題的核心在于,CPU是按時間片輪詢的方式執(zhí)行程序,我們無法知道某一個線程是否被執(zhí)行、是否被搶占、是否結束等,因此生產者完全可能當緩沖區(qū)已滿的時候還在放入產品,消費者也完全可能當緩沖區(qū)為空時還在取出產品。
??????? 現(xiàn)在同步問題的解決方法一般是采用信號或者加鎖機制,即生產者線程當緩沖區(qū)已滿時放棄自己的執(zhí)行權,進入等待狀態(tài),并通知消費者線程執(zhí)行。消費者線程當緩沖區(qū)已空時放棄自己的執(zhí)行權,進入等待狀態(tài),并通知生產者線程執(zhí)行。這樣一來就保持了線程的同步,并避免了線程間互相等待而進入死鎖狀態(tài)。
?????? JAVA 語言提供了獨立于平臺的線程機制,保持了”write once, run anywhere”的特色。同時也提供了對同步機制的良好支持。
??????? 在JAVA中,一共有四種方法支持同步,其中三個是同步方法,一個是管道方法。
1. ?????? ? 方法 wait()/notify ()
2. ??????? 方法 await()/signal()
3. ??????? 阻塞隊列方法 BlockingQueue
4. ??????? 管道方法 PipedInputStream/PipedOutputStream
下面我們看各個方法的實現(xiàn):
1. ??????? 方法 wait()/notify()
wait()和notify()是根類Object的兩個方法,也就意味著所有的JAVA類都會具有這個兩個方法,為什么會被這樣設計呢?我們可以認為所有的對象默認都具有一個鎖,雖然我們看不到,也沒有辦法直接操作,但它是存在的。
wait()方法表示:當緩沖區(qū)已滿或空時,生產者或消費者線程停止自己的執(zhí)行,放棄鎖,使自己處于等待狀態(tài),讓另一個線程開始執(zhí)行;
notify()方法表示:當生產者或消費者對緩沖區(qū)放入或取出一個產品時,向另一個線程發(fā)出可執(zhí)行通知,同時放棄鎖,使自己處于等待狀態(tài)。
下面是一個例子代碼:
import ?java.util.LinkedList;

public ? class ?Sycn1 {
????
private ?LinkedList < Object > ?myList? = new ?LinkedList < Object > ();
????
private ? int ?MAX? = ? 10 ;
????
????
public ?Sycn1() {
????}

????
????
public ? void ?start() {
????????????
new ?Producer().start();
????????????
new ?Consumer().start();
????}

????
????
public ? static ? void ?main(String[]?args)? throws ?Exception {
????????Sycn1?s1?
= ? new ?Sycn1();
????????s1.start();
????}

????
????
class ?Producer? extends ?Thread {????????
????????
public ? void ?run() {
????????????
while ( true ) {
????????????????
synchronized (myList) {
????????????????????
try {
????????????????????????
while (myList.size()? == ?MAX) {
????????????????????????????System.out.println(
" warning:?it's?full! " );
????????????????????????????myList.wait();
????????????????????????}

????????????????????????Object?o?
= ? new ?Object();
????????????????????????
if (myList.add(o)) {
????????????????????????????System.out.println(
" Producer:? " ? + ?o);
????????????????????????????myList.notify();
????????????????????????}

????????????????????}
catch (InterruptedException?ie) {
????????????????????????System.out.println(
" producer?is?interrupted! " );
????????????????????}

????????????????}

????????????}

????????}

????}

????
????
class ?Consumer? extends ?Thread {
????????
public ? void ?run() {
????????????
while ( true ) {
????????????????
synchronized (myList) {
????????????????????
try {
????????????????????????
while (myList.size()? == ? 0 ) {
????????????????????????????System.out.println(
" warning:?it's?empty! " );
????????????????????????????myList.wait();
????????????????????????}

????????????????????????Object?o?
= ?myList.removeLast();
????????????????????????System.out.println(
" Consumer:? " ? + ?o);
????????????????????????myList.notify();
????????????????????}
catch (InterruptedException?ie) {
????????????????????????System.out.println(
" consumer?is?interrupted! " );
????????????????????}

????????????????}

????????????}

????????}

????}

????
}
2. ??????? 方法 await()/signal()
在JDK5.0以后,JAVA提供了新的更加健壯的線程處理機制,包括了同步、鎖定、線程池等等,它們可以實現(xiàn)更小粒度上的控制。await()和signal()就是其中用來做同步的兩種方法,它們的功能基本上和wait()/notify()相同,完全可以取代它們,但是它們和新引入的鎖定機制Lock直接掛鉤,具有更大的靈活性。
下面是一個例子代碼:
import ?java.util.LinkedList;

import ?java.util.concurrent.locks. * ;

public ? class ?Sycn2 {
????
private ?LinkedList < Object > ?myList? = ? new ?LinkedList < Object > ();
????
private ? int ?MAX? = ? 10 ;
????
private ? final ?Lock?lock? = ? new ?ReentrantLock();
????
private ? final ?Condition?full? = ?lock.newCondition();
????
private ? final ?Condition?empty? = ?lock.newCondition();
????
????
public ?Sycn2() {
????}

????
????
public ? void ?start() {
????????????
new ?Producer().start();
????????????
new ?Consumer().start();
????}

????
????
public ? static ? void ?main(String[]?args)? throws ?Exception {
????????Sycn2?s2?
= ? new ?Sycn2();
????????s2.start();
????}

????
????
class ?Producer? extends ?Thread {????????
????????
public ? void ?run() {
????????????
while ( true ) {
????????????????lock.lock();
????????????????
try {
????????????????????
while (myList.size()? == ?MAX) {
????????????????????????System.out.println(
" warning:?it's?full! " );
????????????????????????full.await();
????????????????????}

????????????????????Object?o?
= ? new ?Object();
????????????????????
if (myList.add(o)) {
????????????????????????System.out.println(
" Producer:? " ? + ?o);
????????????????????????empty.signal();
????????????????????}

????????????????}
catch (InterruptedException?ie) {
????????????????????System.out.println(
" producer?is?interrupted! " );
????????????????}
finally {
????????????????????lock.unlock();
????????????????}

????????????}

????????}

????}

????
????
class ?Consumer? extends ?Thread {
????????
public ? void ?run() {
????????????
while ( true ) {
????????????????lock.lock();
????????????????
try {
????????????????????
while (myList.size()? == ? 0 ) {
????????????????????????System.out.println(
" warning:?it's?empty! " );
????????????????????????empty.await();
????????????????????}

????????????????????Object?o?
= ?myList.removeLast();
????????????????????System.out.println(
" Consumer:? " ? + ?o);
????????????????????full.signal();
????????????????}
catch (InterruptedException?ie) {
????????????????????System.out.println(
" consumer?is?interrupted! " );
????????????????}
finally {
????????????????????lock.unlock();
????????????????}

????????????}

????????}

????}

????
}
3. ??????? 阻塞隊列方法 BlockingQueue
BlockingQueue也是JDK5.0的一部分,它是一個已經在內部實現(xiàn)了同步的隊列,實現(xiàn)方式采用的是我們的第2種await()/signal()方法。它可以在生成對象時指定容量大小。
它用于阻塞操作的是put()和take()方法。
put()方法類似于我們上面的生產者線程,容量最大時,自動阻塞。
take()方法類似于我們上面的消費者線程,容量為0時,自動阻塞。
下面是一個例子代碼:
import ?java.util.concurrent. * ;

public ? class ?Sycn3 {
????
private ?LinkedBlockingQueue < Object > ?queue? = ? new ?LinkedBlockingQueue < Object > ( 10 );
????
private ? int ?MAX? = ? 10 ;
????
????
public ?Sycn3() {
????}

????
????
public ? void ?start() {
????????????
new ?Producer().start();
????????????
new ?Consumer().start();
????}

????
????
public ? static ? void ?main(String[]?args)? throws ?Exception {
????????Sycn3?s3?
= ? new ?Sycn3();
????????s3.start();
????}

????
????
class ?Producer? extends ?Thread {????????
????????
public ? void ?run() {
????????????
while ( true ) {
????????????????
// synchronized(this){
???????????????? try {
????????????????????
if (queue.size()? == ?MAX)
????????????????????????System.out.println(
" warning:?it's?full! " );
????????????????????Object?o?
= ? new ?Object();
????????????????????queue.put(o);
????????????????????System.out.println(
" Producer:? " ? + ?o);
????????????????????}
catch (InterruptedException?e) {
????????????????????????System.out.println(
" producer?is?interrupted! " );
????????????????????}

????????????????
// }
????????????}

????????}

????}

????
????
class ?Consumer? extends ?Thread {
????????
public ? void ?run() {
????????????
while ( true ) {
????????????????
// synchronized(this){
???????????????? try {
????????????????????
if (queue.size()? == ? 0 )
????????????????????????System.out.println(
" warning:?it's?empty! " );
????????????????????Object?o?
= ?queue.take();
????????????????????System.out.println(
" Consumer:? " ? + ?o);
????????????????????}
catch (InterruptedException?e) {
????????????????????????System.out.println(
" producer?is?interrupted! " );
????????????????????}

????????????????
// }
????????????}

????????}

????}

????
}
你發(fā)現(xiàn)這個例子中的問題了嗎?
如果沒有,我建議你運行一下這段代碼,仔細觀察它的輸出,是不是有下面這個樣子的?為什么會這樣呢?
warning: it's full!
Producer: java.lang.object@4526e2a
你可能會說這是因為put()和System.out.println()之間沒有同步造成的,我也這樣認為,我也這樣認為,但是你把run()中的synchronized前面的注釋去掉,重新編譯運行,有改觀嗎?沒有。為什么?
這是因為,當緩沖區(qū)已滿,生產者在put()操作時,put()內部調用了await()方法,放棄了線程的執(zhí)行,然后消費者線程執(zhí)行,調用take()方法,take()內部調用了signal()方法,通知生產者線程可以執(zhí)行,致使在消費者的println()還沒運行的情況下生產者的println()先被執(zhí)行,所以有了上面的輸出。run()中的synchronized其實并沒有起什么作用。
對于BlockingQueue大家可以放心使用,這可不是它的問題,只是在它和別的對象之間的同步有問題。
對于這種多重嵌套同步的問題,以后再談吧,歡迎大家討論?。?
4. ??????? 管道方法 PipedInputStream/PipedOutputStream
這個類位于java.io包中,是解決同步問題的最簡單的辦法,一個線程將數(shù)據(jù)寫入管道,另一個線程從管道讀取數(shù)據(jù),這樣便構成了一種生產者/消費者的緩沖區(qū)編程模式。
下面是一個例子代碼,在這個代碼我沒有使用Object對象,而是簡單的讀寫字節(jié)值,這是因為PipedInputStream/PipedOutputStream不允許傳輸對象,這是JAVA本身的一個bug,具體的大家可以看sun的解釋: http://bugs.sun.com/bugdatabase/view_bug.do?bug_id=4131126
import ?java.io. * ;

public ? class ?Sycn4 {
????
private ?PipedOutputStream?pos;
????
private ?PipedInputStream?pis;
????
// private?ObjectOutputStream?oos;
????
// private?ObjectInputStream?ois;
????
????
public ?Sycn4() {
????????
try {
????????????pos?
= ? new ?PipedOutputStream();
????????????pis?
= ? new ?PipedInputStream(pos);
????????????
// oos?=?new?ObjectOutputStream(pos);
????????????
// ois?=?new?ObjectInputStream(pis);
????????}
catch (IOException?e) {
????????????System.out.println(e);
????????}

????}

????
????
public ? void ?start() {
????????
new ?Producer().start();
????????
new ?Consumer().start();
????}

????
????
public ? static ? void ?main(String[]?args)? throws ?Exception {
????????Sycn4?s4?
= ? new ?Sycn4();
????????s4.start();
????}

????
????
class ?Producer? extends ?Thread {
????????
public ? void ?run()? {
????????????
try {
????????????????
while ( true ) {
????????????????????
int ?b? = ?( int )?(Math.random()? * ? 255 );
????????????????????System.out.println(
" Producer:?a?byte,?the?value?is? " ? + ?b);
????????????????????pos.write(b);
????????????????????pos.flush();
????????????????????
// Object?o?=?new?MyObject();
????????????????????
// oos.writeObject(o);
????????????????????
// oos.flush();
????????????????????
// System.out.println("Producer:?"?+?o);
????????????????}

????????????}
catch (Exception?e) {
????????????????
// System.out.println(e);
????????????????e.printStackTrace();
????????????}
finally {
????????????????
try {
????????????????????pos.close();
????????????????????pis.close();
????????????????????
// oos.close();
????????????????????
// ois.close();
????????????????}
catch (IOException?e) {
????????????????????System.out.println(e);
????????????????}

????????????}

????????}

????}

????
????
class ?Consumer? extends ?Thread {
????????
public ? void ?run() {
????????????
try {
????????????????
while ( true ) {
????????????????????
int ?b? = ?pis.read();
????????????????????System.out.println(
" Consumer:?a?byte,?the?value?is? " ? + ?String.valueOf(b));
????????????????????
// Object?o?=?ois.readObject();
????????????????????
// if(o?!=?null)
????????????????????????
// System.out.println("Consumer:?"?+?o);
????????????????}

????????????}
catch (Exception?e) {
????????????????
// System.out.println(e);
????????????????e.printStackTrace();
????????????}
finally {
????????????????
try {
????????????????????pos.close();
????????????????????pis.close();
????????????????????
// oos.close();
????????????????????
// ois.close();
????????????????}
catch (IOException?e) {
????????????????????System.out.println(e);
????????????????}

????????????}

????????}

????}

????
????
// class?MyObject?implements?Serializable?{
????
// }
}

由生產者/消費者問題看JAVA多線程


更多文章、技術交流、商務合作、聯(lián)系博主

微信掃碼或搜索:z360901061

微信掃一掃加我為好友

QQ號聯(lián)系: 360901061

您的支持是博主寫作最大的動力,如果您喜歡我的文章,感覺我的文章對您有幫助,請用微信掃描下面二維碼支持博主2元、5元、10元、20元等您想捐的金額吧,狠狠點擊下面給點支持吧,站長非常感激您!手機微信長按不能支付解決辦法:請將微信支付二維碼保存到相冊,切換到微信,然后點擊微信右上角掃一掃功能,選擇支付二維碼完成支付。

【本文對您有幫助就好】

您的支持是博主寫作最大的動力,如果您喜歡我的文章,感覺我的文章對您有幫助,請用微信掃描上面二維碼支持博主2元、5元、10元、自定義金額等您想捐的金額吧,站長會非常 感謝您的哦?。。?/p>

發(fā)表我的評論
最新評論 總共0條評論
主站蜘蛛池模板: 四虎影院紧急入口 | 日韩视频在线一区 | 日韩成人免费 | 四虎国产永久在线观看 | 国产免费青青青免费视频观看 | 成人短视频在线在线观看 | 精品免费在线视频 | 国产精品伦理 | 99久久综合九九亚洲 | 91精品全国免费观看老司机 | 亚洲国产精品二区久久 | 波多野一区二区三区在线 | 国产视频在线播放 | 日韩成人| 91久久精一区二区三区大全 | 亚洲国产一区二区三区综合片 | 久久午夜一区二区 | 久久精品国产亚洲香蕉 | 久热精品免费 | 午夜伊人| 国产欧美日韩成人 | www.免费视频 | 国内女高中生一级毛片 | 亚洲欧美一区二区三区在饯 | 日韩欧美综合在线二区三区 | 欧美夜色 | 四虎影院在线免费 | 成年女人免费毛片视频永久 | 国产精品情侣久久婷婷文字 | 色拍拍噜噜噜aⅴ在线观看 色拍拍欧美视频在线看 | 日本不卡在线视频高清免费 | 欧美啊v在线观看 | 逆天至尊免费看229集 | 真正全免费视频a毛片 | 麻豆国产精品 | a一级免费视频 | 公主恋人在线观看 | 四虎家庭影院 | 99爱免费观看视频在线 | 中文字幕欧美日韩在线不卡 | 国产一级内谢a级高清毛片 国产一级片毛片 |