Java多线程2-线程协作、Timer和TimerTask

线程协作

生产者/消费者模式是一个经典的线程同步以及通信的模型。

假设有这样一种情况，有一个盘子，盘子里只能放一个鸡蛋，A线程专门往盘子里放鸡蛋，如果盘子里有鸡蛋，则一直等到盘子里没鸡蛋，B线程专门从盘子里取鸡蛋，如果盘子里没鸡蛋，则一直等到盘子里有鸡蛋。这里盘子是一个互斥区，每次放鸡蛋是互斥的，每次取鸡蛋也是互斥的，A线程放鸡蛋，如果这时B线程要取鸡蛋，由于A没有释放锁，B线程处于等待状态，进入阻塞队列，放鸡蛋之后，要通知B线程取鸡蛋，B线程进入就绪队列，反过来，B线程取鸡蛋，如果A线程要放鸡蛋，由于B线程没有释放锁，A线程处于等待状态，进入阻塞队列，取鸡蛋之后，要通知A线程放鸡蛋，A线程进入就绪队列。我们希望当盘子里有鸡蛋时，A线程阻塞，B线程就绪，盘子里没鸡蛋时，A线程就绪，B线程阻塞，代码如下：

importjava.util.ArrayList;
importjava.util.List;
/**定义一个盘子类，可以放鸡蛋和取鸡蛋*/
publicclassPlate{
/**装鸡蛋的盘子*/
List<Object>eggs=newArrayList<Object>();
/**取鸡蛋*/
publicsynchronizedObjectgetEgg(){
while(eggs.size()==0){
try{
wait();
}catch(InterruptedExceptione){
e.printStackTrace();
}
}
Objectegg=eggs.get(0);
eggs.clear();//清空盘子
notify();//唤醒阻塞队列的某线程到就绪队列
System.out.println("拿到鸡蛋");
returnegg;
}
/**放鸡蛋*/
publicsynchronizedvoidputEgg(Objectegg){
while(eggs.size()>0){
try{
wait();
}catch(InterruptedExceptione){
e.printStackTrace();
}
}
eggs.add(egg);//往盘子里放鸡蛋
notify();//唤醒阻塞队列的某线程到就绪队列
System.out.println("放入鸡蛋");
}
staticclassAddThreadextendsThread{
privatePlateplate;
privateObjectegg=newObject();
publicAddThread(Plateplate){
this.plate=plate;
}
publicvoidrun(){
plate.putEgg(egg);
}
}
staticclassGetThreadextendsThread{
privatePlateplate;
publicGetThread(Plateplate){
this.plate=plate;
}
publicvoidrun(){
plate.getEgg();
}
}
publicstaticvoidmain(Stringargs[]){
Plateplate=newPlate();
for(inti=0;i<10;i++){
newThread(newAddThread(plate)).start();
newThread(newGetThread(plate)).start();
}
}
}

输出结果：

放入鸡蛋
拿到鸡蛋
放入鸡蛋
拿到鸡蛋
放入鸡蛋
拿到鸡蛋
放入鸡蛋
拿到鸡蛋
放入鸡蛋
拿到鸡蛋
放入鸡蛋
拿到鸡蛋
放入鸡蛋
拿到鸡蛋
放入鸡蛋
拿到鸡蛋
放入鸡蛋
拿到鸡蛋
放入鸡蛋
拿到鸡蛋

8 l程序开始，A线程判断盘子是否为空，放入一个鸡蛋，并且唤醒在阻塞队列的一个线程，阻塞队列为空；假设CPU又调度了一个A线程，盘子非空，执行等待，这个A线程进入阻塞队列；然后一个B线程执行，盘子非空，取走鸡蛋，并唤醒阻塞队列的A线程，A线程进入就绪队列，此时就绪队列就一个A线程，马上执行，放入鸡蛋；如果再来A线程重复第一步，在来B线程重复第二步，整个过程就是生产者(A线程)生产鸡蛋，消费者(B线程)消费鸡蛋。

下面讲述了一个线程通信的，在此也分享一下。

题目：子线程循环10次，主线程循环100次，如此循环100次。

publicclassThreadTest2{
publicstaticvoidmain(String[]args){
finalBusinessbusiness=newBusiness();
newThread(newRunnable(){
@Override
publicvoidrun(){
threadExecute(business,"sub");
}
}).start();
threadExecute(business,"main");
}
publicstaticvoidthreadExecute(Businessbusiness,StringthreadType){
for(inti=0;i<100;i++){
try{
if("main".equals(threadType)){
business.main(i);
}else{
business.sub(i);
}
}catch(InterruptedExceptione){
e.printStackTrace();
}
}
}
}
classBusiness{
privatebooleanbool=true;
publicsynchronizedvoidmain(intloop)throwsInterruptedException{
while(bool){
this.wait();
}
for(inti=0;i<100;i++){
System.out.println("mainthreadseqof"+i+",loopof"+loop);
}
bool=true;
this.notify();
}
publicsynchronizedvoidsub(intloop)throwsInterruptedException{
while(!bool){
this.wait();
}
for(inti=0;i<10;i++){
System.out.println("subthreadseqof"+i+",loopof"+loop);
}
bool=false;
this.notify();
}
}

大家注意到没有，在调用wait方法时，都是用while判断条件的，而不是if，在wait方法说明中，也推荐使用while，因为在某些特定的情况下，线程有可能被假唤醒，使用while会循环检测更稳妥。

Timer和TimerTask可以做为实现线程的第三种方式，前两中方式分别是继承自Thread类和实现Runnable接口。

Timer是一种线程设施，用于安排以后在后台线程中执行的任务。可安排任务执行一次，或者定期重复执行，可以看成一个定时器，可以调度TimerTask。TimerTask是一个抽象类，实现了Runnable接口，所以具备了多线程的能力。

一个Timer可以调度任意多个TimerTask，它会将TimerTask存储在一个队列中，顺序调度，如果想两个TimerTask并发执行，则需要创建两个Timer。下面来看一个简单的例子：

importjava.util.Timer;
importjava.util.TimerTask;
publicclassTimerTest{
staticclassMyTimerTask1extendsTimerTask{
publicvoidrun(){
System.out.println("爆炸！！！");
}
}
publicstaticvoidmain(String[]args){
Timertimer=newTimer();
timer.schedule(newMyTimerTask1(),2000);//两秒后启动任务
}
}

schedule是Timer调度任务的方法，Timer重构了四个schedule方法，具体可以查看JDK API。

看一个稍复杂的例子，假设有这样一种需求，实现一个连环，2秒后爆炸一次，3秒后爆炸一次，如此循环下去，这就需要创建两个任务，互相调度，代码如下：

importjava.util.Date;
importjava.util.Timer;
importjava.util.TimerTask;
publicclassTimerTest{
staticclassMyTimerTask1extendsTimerTask{
publicvoidrun(){
System.out.println("爆炸！！！");
newTimer().schedule(newMyTimerTask2(),2000);
}
}
staticclassMyTimerTask2extendsTimerTask{
publicvoidrun(){
System.out.println("爆炸！！！");
newTimer().schedule(newMyTimerTask1(),3000);
}
}
publicstaticvoidmain(String[]args){
Timertimer=newTimer();
timer.schedule(newMyTimerTask2(),2000);
while(true){
System.out.println(newDate().getSeconds());
try{
Thread.sleep(1000);
}catch(InterruptedExceptione){
//TODOAuto-generatedcatchblock
e.printStackTrace();
}
}
}
}