重学java 43.多线程多等待多唤醒案例

news2025/3/16 13:34:13

Fear never builds the future,but hope does.

—— 24.5.25

多等待多唤醒问题

在多条线程同时消费同时等待时，会出现问题

BaoZiPu

package S77ThreadMoreWait;

/*
    count和flag可以定义成包装类，但要记得给count和flag手动赋值
    不然对于本案例来说，容易出现空指针异常
 */
public class BaoZiPu {
    // 包子的数目count
    private int count;
    // 是否有包子flag
    private boolean flag;

    public BaoZiPu() {
    }

    public BaoZiPu(int count, boolean flag) {
        this.count = count;
        this.flag = flag;
    }

    // getCount改成消费包子，直接输出包子数量count
    public void getCount() {
        System.out.println("消费了第"+count+"个包子");
    }

    // setCount改造成生产包子，count++
    public void setCount() {
        count++;
        System.out.println("生产了第"+count+"个包子");
    }

    public boolean isFlag() {
        return flag;
    }

    public void setFlag(boolean flag) {
        this.flag = flag;
    }
}

生产product线程

package S77ThreadMoreWait;

// 实现Runnable接口
public class Product implements Runnable{
    BaoZiPu baoZiPu = new BaoZiPu();

    // 提供一个有参构造
    public Product(BaoZiPu baoZiPu){
        this.baoZiPu = baoZiPu;
    }
    @Override
    public void run() {
        // 定义一个死循环
        while(true) {
            try {
                Thread.sleep(100L);
            }catch (InterruptedException e){
                throw new RuntimeException(e);
            }


            // 同步代码块
            synchronized (baoZiPu){
                // 1.判断flag是否为true，如果是true，证明有包子，生产线程等待
                if(baoZiPu.isFlag()==true){
                    try{
                        baoZiPu.wait();
                    }catch(InterruptedException e){
                        throw new RuntimeException(e);
                    }
                }

                // 2.如果flag为false，证明没有包子，则要开始生产
                baoZiPu.setCount();
                // 3.改变flag为true
                baoZiPu.setFlag(true);
                // 4.唤醒所有等待线程
                baoZiPu.notify();
            }
        }
    }
}

消费consumer线程

package S77ThreadMoreWait;

public class Consumer implements Runnable{
    BaoZiPu baoZiPu = new BaoZiPu();

    // 提供一个有参构造
    public Consumer(BaoZiPu baoZiPu){
        this.baoZiPu = baoZiPu;
    }

    @Override
    public void run() {
        while(true) {
            try {
                Thread.sleep(100L);
            }catch (InterruptedException e){
                throw new RuntimeException(e);
            }

            // 同步代码块
            synchronized (baoZiPu){
                // 1.判断flag是否为false，如果是false，证明没有包子，消费线程等待
                if(baoZiPu.isFlag()==false){
                    // 抛出异常
                    try{
                        baoZiPu.wait();
                    }catch(InterruptedException e){
                        throw new RuntimeException(e);
                    }
                }

                // 2.如果flag为true，则要开始消费
                baoZiPu.getCount();
                // 3.改变flag为false，消费完了，没有包子了
                baoZiPu.setFlag(false);
                // 4.唤醒所有等待线程
                baoZiPu.notify();
            }
        }
    }
}

测试类

package S77ThreadMoreWait;


public class Demo216Test {
    public static void main(String[] args) {
        // 变成同一个对象
        BaoZiPu baoZiPu = new BaoZiPu();

        // 把baozipu对象分别传给两个线程中
        Product product = new Product(baoZiPu);
        Consumer consumer = new Consumer(baoZiPu);

        // 三条生产线程
        new Thread(product).start();
        new Thread(product).start();
        new Thread(product).start();
        // 三条消费线程
        new Thread(consumer).start();
        new Thread(consumer).start();
        new Thread(consumer).start();
    }
}

运行结果：会出现连续生产和连续消费的行为

多条线程在同时等待时，上一条线程结束之后会随机唤醒一条线程，所以不能确定具体的顺序

解决尝试 — 唤醒全部线程 notifyAll

生产线程Product

package S77ThreadMoreWait;

// 实现Runnable接口
public class Product implements Runnable{
    BaoZiPu baoZiPu = new BaoZiPu();

    // 提供一个有参构造
    public Product(BaoZiPu baoZiPu){
        this.baoZiPu = baoZiPu;
    }
    @Override
    public void run() {
        // 定义一个死循环
        while(true) {
            try {
                Thread.sleep(100L);
            }catch (InterruptedException e){
                throw new RuntimeException(e);
            }


            // 同步代码块
            synchronized (baoZiPu){
                // 1.判断flag是否为true，如果是true，证明有包子，生产线程等待
                if(baoZiPu.isFlag()==true){
                    try{
                        baoZiPu.wait();
                    }catch(InterruptedException e){
                        throw new RuntimeException(e);
                    }
                }

                // 2.如果flag为false，证明没有包子，则要开始生产
                baoZiPu.setCount();
                // 3.改变flag为true
                baoZiPu.setFlag(true);
                // 4.唤醒所有等待线程
                baoZiPu.notifyAll();
            }
        }
    }
}

消费线程Consumer

package S77ThreadMoreWait;

public class Consumer implements Runnable{
    BaoZiPu baoZiPu = new BaoZiPu();

    // 提供一个有参构造
    public Consumer(BaoZiPu baoZiPu){
        this.baoZiPu = baoZiPu;
    }

    @Override
    public void run() {
        while(true) {
            try {
                Thread.sleep(100L);
            }catch (InterruptedException e){
                throw new RuntimeException(e);
            }

            // 同步代码块
            synchronized (baoZiPu){
                // 1.判断flag是否为false，如果是false，证明没有包子，消费线程等待
                if(baoZiPu.isFlag()==false){
                    // 抛出异常
                    try{
                        baoZiPu.wait();
                    }catch(InterruptedException e){
                        throw new RuntimeException(e);
                    }
                }

                // 2.如果flag为true，则要开始消费
                baoZiPu.getCount();
                // 3.改变flag为false，消费完了，没有包子了
                baoZiPu.setFlag(false);
                // 4.唤醒所有等待线程
                baoZiPu.notifyAll();
            }
        }
    }
}

运行结果：会出现连续生产和连续消费的行为

解决尝试 — 把 if 改成 while

生产线程Product

package S77ThreadMoreWait;

// 实现Runnable接口
public class Product implements Runnable{
    BaoZiPu baoZiPu = new BaoZiPu();

    // 提供一个有参构造
    public Product(BaoZiPu baoZiPu){
        this.baoZiPu = baoZiPu;
    }
    @Override
    public void run() {
        // 定义一个死循环
        while(true) {
            try {
                Thread.sleep(100L);
            }catch (InterruptedException e){
                throw new RuntimeException(e);
            }


            // 同步代码块
            synchronized (baoZiPu){
                // 1.判断flag是否为true，如果是true，证明有包子，生产线程等待
                while (baoZiPu.isFlag()==true){
                    try{
                        baoZiPu.wait();
                    }catch(InterruptedException e){
                        throw new RuntimeException(e);
                    }
                }

                // 2.如果flag为false，证明没有包子，则要开始生产
                baoZiPu.setCount();
                // 3.改变flag为true
                baoZiPu.setFlag(true);
                // 4.唤醒所有等待线程
                baoZiPu.notifyAll();
            }
        }
    }
}

消费线程Consumer

package S77ThreadMoreWait;

public class Consumer implements Runnable{
    BaoZiPu baoZiPu = new BaoZiPu();

    // 提供一个有参构造
    public Consumer(BaoZiPu baoZiPu){
        this.baoZiPu = baoZiPu;
    }

    @Override
    public void run() {
        while(true) {
            try {
                Thread.sleep(100L);
            }catch (InterruptedException e){
                throw new RuntimeException(e);
            }

            // 同步代码块
            synchronized (baoZiPu){
                // 1.判断flag是否为false，如果是false，证明没有包子，消费线程等待
                while (baoZiPu.isFlag()==false){
                    // 抛出异常
                    try{
                        baoZiPu.wait();
                    }catch(InterruptedException e){
                        throw new RuntimeException(e);
                    }
                }

                // 2.如果flag为true，则要开始消费
                baoZiPu.getCount();
                // 3.改变flag为false，消费完了，没有包子了
                baoZiPu.setFlag(false);
                // 4.唤醒所有等待线程
                baoZiPu.notifyAll();
            }
        }
    }
}

运行结果：不会出现连续生产和连续消费的行为