Object类中有些方法不可随便调用
wait()、notify()、notifyAll()这三个方法：
1.wait() 使线程主动释放锁，进入等待状态，直到他被其他的线程通过 notify() 和 notifyAll() 唤醒 或者 超过等待时间
2.wait(long) 让当前线程进入等待状态，同时设置时间；直到被通知为止或时间结束
3.notify() 随机通知一个等待线程
4.notifyAll() 通知所有的等待线程
注意：等待和通知方法必须是锁对象，否则会抛出IllegalMonitorStateException
public class WaitDemo {
public synchronized void waiteTest() throws InterruptedException {
//当前方法等待
System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "当前方法等待5s");
this.wait();
}
public synchronized void notifyTest(){
System.out.println("唤醒等待中的方法");
this.notify();
}
public static void main(String[] args) {
WaitDemo waitDemo = new WaitDemo();
Thread thread = new Thread(() -> {
try {
waitDemo.waiteTest();
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
});
thread.start();
try {
Thread.sleep(5000);
waitDemo.notifyTest();
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
}
}
wait()和sleep()区别
-
调用对象不同
wait() 由锁对象调用
sleep() 由线程调用
-
锁使用不同
执行wait后，自动释放锁
执行sleep后，不会释放锁
-
唤醒机制不同
执行wait后，可以被通知唤醒
执行sleep后，只能等待时间结束后，自动唤醒
例子：假如一个包子铺卖包子，应该是一边生产，一边销售，工作效率最高。如果来了一群顾客，这时候开始一个个生产效率太低，所以顾客还没来就要开始生产，这就需要一个蒸笼，把生产好的包子放在蒸笼里，顾客来了就卖给顾客。
生产者：生产数据的线程或者进程
消费者：使用数据的线程或进程
而蒸笼就相当于一个缓存区
模式实现思路：
1.添加缓冲区，设置上限
2.向缓存区存放数据，满了使生产者进入等待，有空位置则生产
3.消费者从缓冲区使用数据，缓存区没有数据则消费者等待，有数据再通知消费者
解决问题
- 为生产和消费解耦
- 提高并发性能
- 解决忙闲不均
public class BaoziDemo0 {
public static void main(String[] args) {
BaoziShop baoziShop = new BaoziShop();
//创建一个线程，用来生产
for (int i = 0; i < 150; i++) {
new Thread(()->{
try {
baoziShop.produceBao(baoziShop.baozis.size() + 1);
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
}).start();
}
//创建一个线程，用来消费
for (int i = 0; i < 10; i++) {
new Thread(()->{
try {
for (int j = 0; j < 20; j++) {
baoziShop.sellBao();
}
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
}).start();
}
}
}
//包子铺
class BaoziShop{
//缓冲区 存放数据
List baozis = new ArrayList<>();
//上限
int MAX_COUNT = 100;
//生产包子
public synchronized void produceBao(int id) throws InterruptedException {
//如果缓存区满了
if (baozis.size() == MAX_COUNT){
System.out.println("缓存区满了---------------------" + Thread.currentThread().getName()+"等待");
this.wait();
}else {
//通知卖包子线程
this.notify();
}
BaoZi baoZi = new BaoZi(baozis.size() + 1);
baozis.add(baoZi);
System.out.println( Thread.currentThread().getName() + "师傅生产一个包子" + baoZi);
}
//卖包子
public synchronized void sellBao() throws InterruptedException {
//如果缓存区没包子了
if (baozis.size() == 0){
System.out.println("缓存区空了--------------" +Thread.currentThread().getName()+"等待");
this.wait();
}else {
//否则，通知生产包子
this.notify();
}
if (baozis.size()>0){
BaoZi baoZi = baozis.remove(0);
System.out.println("顾客买了一个包子" + baoZi);
}
}
}
//包子类
class BaoZi{
public Integer id;
public BaoZi(Integer id) {
this.id = id;
}
@Override
public String toString() {
return "BaoZi-"+ id;
}
}
阻塞队列
应用了生产者消费者模式的集合，能够根据数据满或空的情况，自动对线程执行等待和通知
BlockingQueue接口
- put 添加数据，达到线程上限会让线程自动等待
- take 取并删除数据，数据空了会让线程自动等待
实现类
ArrayBlockingQueue类 数组
linkedBlockingQueue类 链表结构
public class BaoziDemo {
static class Baozi{
private int id;
public Baozi(int id) {
this.id = id;
}
@Override
public String toString() {
return "包子--" + id;
}
}
public static void main(String[] args) {
//阻塞队列
BlockingQueue baozis = new ArrayBlockingQueue<>(100);
//生产者线程
new Thread(() -> {
for (int i = 0; i < 200; i++) {
//创建包子，添加到阻塞队列，满了就自动阻塞线程
Baozi baozi = new Baozi(baozis.size() + 1);
try {
baozis.put(baozi);
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"生产了" + baozi);
}
}).start();
//消费者线程
for (int i = 0; i < 5; i++) {
new Thread(() -> {
for (int j = 0; j < 40; j++) {
//取包子取完了会自动阻塞
try {
Baozi take = baozis.take();
System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "消费了" + take);
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
}
}).start();
}
}
}
线程池
我们创建线程在运行结束后都会被虚拟机销毁，如果线程数量多的话，频繁的创建和销毁线程会大大浪费时间和效率，更重要的是浪费内存。那么有没有一种方法能让线程运行完后不立即销毁，而是让线程重复使用，继续执行其他的任务？
顶层接口：Executor
- execute(Runnable) 启动线程执行一个任务
ExecutorService 继承 Executor 添加了线程池管理方法，如：shutdown()、shutdownNow()
ThreadPoolExecuter作为线程池的实现类 继承了实现 ExecutorService接口的抽象类AbstractExecutorService
- corePoolSize 核心线程数，创建线程池后自带线程，不会进行销毁
- maximumPoolSize 最大线程数
- keepAliveTime 存活时间，非核心线程能够闲置的时间，超过后被销毁
- timeUnit 时间单位
- blockingQueue 阻塞队列 存放任务（Runnable）的集合
优化配置
- 核心线程数 应该和CPU内核数量相关 CPU内核数 * N （N和任务执行需要时间和并发量相关）
- 最大线程数可以和核心线程数一样，避免频繁创建和销毁线程
- 如果存在非核心线程，设置大一点，避免频繁创建和销毁线程
- 阻塞队列使用linkedBlockingQueue，插入和删除任务效率更高
public class ThreadPoolExecutorDemo {
public static void main(String[] args) throws InterruptedException {
ExecutorService threadPoolExecutor =
new ThreadPoolExecutor(2, 5,
5000L, TimeUnit.SECONDS, new linkedBlockingDeque() {
});
for (int i = 0;i<50; i++) {
int n = i+1;
threadPoolExecutor.execute(()->{
System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "执行了任务" + n);
});
}
}
}
线程池原理
预先启动一些线程，线程无限循环从任务队列中获取一个任务进行执行，直到线程池被关闭。如果某个线程因为执行某个任务发生异常而终止，那么重新创建一个新的线程而已，如此反复。
工作线程的集合都在一个存储work对象的HashSet中，线程池的工作线程通过Woker类实现，通过ReentrantLock锁保证线程安全。添加线程到workers中(线程池中)。 多余的任务会放在阻塞队列中。只有当阻塞队列满了后，才会触发非核心线程的创建。所以非核心线程只是临时过来打杂的。直到空闲了，然后自己关闭了。
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