山東大學軟件學院項目實訓-創新實訓-基于大模型的旅游平臺（二十）- JUC（6）

wait , notify

wait vs sleep

正確使用方法

同步保護性暫停

join的源碼

Future

異步生產者/消費者模型

定義

Park & Unpark

原理

wait , notify

小故事小南需要煙才能工作，但它又要占這鎖讓別人無法進來。那么這個時候開一個waitSet相當于就是休息室讓小南進去。并且釋放鎖。如果煙到了，那么notify小南就能夠繼續工作了。

Blocked和Waiting區別其實就是waiting是釋放了鎖，blocked是沒有鎖waiting被notify之后仍然需要進入到entrylist進行等待。

  @Slf4j(topic = "c.TestWaitNotify")public class Test {?// 鎖對象final static Object obj = new Object();?public static void main(String[] args) throws InterruptedException {?new Thread(() -> {synchronized (obj) {log.debug("執行....");try {obj.wait(); // 讓線程在obj上一直等待下去} catch (InterruptedException e) {e.printStackTrace();}log.debug("其它代碼....");}},"t1").start();?new Thread(() -> {synchronized (obj) {log.debug("執行....");try {obj.wait(); // 讓線程在obj上一直等待下去} catch (InterruptedException e) {e.printStackTrace();}log.debug("其它代碼....");}},"t2").start();?// 主線程兩秒后執行Thread.sleep(5000);log.debug("喚醒 obj 上其它線程");synchronized (obj) {// ? ? ? ? ?  obj.notify(); // 喚醒obj上一個線程obj.notifyAll(); // 喚醒obj上所有等待線程}}}

  20:17:53.579 [t1] DEBUG c.TestWaitNotify - 執行....20:17:53.581 [t2] DEBUG c.TestWaitNotify - 執行....20:17:58.584 [main] DEBUG c.TestWaitNotify - 喚醒 obj 上其它線程20:17:58.584 [t2] DEBUG c.TestWaitNotify - 其它代碼....20:17:58.584 [t1] DEBUG c.TestWaitNotify - 其它代碼....?進程已結束,退出代碼0

wait vs sleep

sleep：Thread調用，靜態方法，而且不會釋放鎖

wait：所有obj，但是要配合synchronize使用，可以釋放鎖

sleep在睡眠時，不會釋放鎖，wait會釋放對象鎖

通常鎖會加上final防止被修改

正確使用方法

小南需要煙才能工作，如果是使用sleep不釋放鎖，那么其他需要等待干活的人就會干等著，等煙來。但是wait可以讓小南釋放鎖，讓其他線程工作，并且喚醒小南

  @Slf4j(topic = "c.TestCorrectPosture")public class Test {static final Object room = new Object();?// 有無煙static boolean hasCigarette = false;static boolean hasTakeout = false;?public static void main(String[] args) throws InterruptedException {new Thread(() -> {synchronized (room) {log.debug("有煙沒？[{}]", hasCigarette);if (!hasCigarette) {log.debug("沒煙，先歇會！");try {Thread.sleep(2000);} catch (InterruptedException e) {e.printStackTrace();}}log.debug("有煙沒？[{}]", hasCigarette);if (hasCigarette) {log.debug("可以開始干活了");}}}, "小南").start();?for (int i = 0; i < 5; i++) {new Thread(() -> {synchronized (room) {log.debug("可以開始干活了");}}, "其它人").start();}?Thread.sleep(1000);// 送煙線程new Thread(() -> {synchronized (room) {hasCigarette = true;log.debug("煙到了噢！");}}, "送煙的").start();}?}

  20:32:22.014 [小南] DEBUG c.TestCorrectPosture - 有煙沒？[false]20:32:22.019 [小南] DEBUG c.TestCorrectPosture - 沒煙，先歇會！20:32:24.024 [小南] DEBUG c.TestCorrectPosture - 有煙沒？[false]20:32:24.024 [送煙的] DEBUG c.TestCorrectPosture - 煙到了噢！20:32:24.024 [其它人] DEBUG c.TestCorrectPosture - 可以開始干活了20:32:24.024 [其它人] DEBUG c.TestCorrectPosture - 可以開始干活了20:32:24.024 [其它人] DEBUG c.TestCorrectPosture - 可以開始干活了20:32:24.024 [其它人] DEBUG c.TestCorrectPosture - 可以開始干活了20:32:24.024 [其它人] DEBUG c.TestCorrectPosture - 可以開始干活了?進程已結束,退出代碼0

存在的問題：

其它干活的線程，都要一致阻塞，效率低
就算煙提前送到，也無法立刻醒來
送煙加上鎖之后，相當于門一直鎖著，煙送不進去

改進 :

  @Slf4j(topic = "c.TestCorrectPosture")public class Test {static final Object room = new Object();?// 有無煙static boolean hasCigarette = false;static boolean hasTakeout = false;?public static void main(String[] args) throws InterruptedException {new Thread(() -> {synchronized (room) {log.debug("有煙沒？[{}]", hasCigarette);if (!hasCigarette) {log.debug("沒煙，先歇會！");try {room.wait();} catch (InterruptedException e) {e.printStackTrace();}}log.debug("有煙沒？[{}]", hasCigarette);if (hasCigarette) {log.debug("可以開始干活了");}}}, "小南").start();?for (int i = 0; i < 5; i++) {new Thread(() -> {synchronized (room) {log.debug("可以開始干活了");}}, "其它人").start();}?Thread.sleep(1000);// 送煙線程new Thread(() -> {synchronized (room) {hasCigarette = true;log.debug("煙到了噢！");room.notify(); ? ?// 叫醒小南線程}}, "送煙的").start();}?}

存在問題

會不會有其他線程在等待著鎖？如果是那么會不會喚醒錯了線程？(虛假喚醒)

解決 :

可以通過while多次判斷條件是否成立，直接使用notifyAll來喚醒所有的線程。然后線程被喚醒之后先再次判斷條件是否成立，成立那么往下面執行，如果不成立那么繼續執行wait。

  while (!hasCigarette) {log.debug("沒煙，先歇會！");try {room.wait();} catch (InterruptedException e) {e.printStackTrace();}}

正確使用：

  synchronized(lock){while(條件不成立){lock.wait();}   // 干活}?// 另一個線程synchronized(lock){lock.notifyAll();}

同步保護性暫停

定義

t1需要t2的結果，那么就可以通過一個中間對象guardedObject來充當這個中間商，t2執行完就發送消息到obj，然后obj交給t1
如果是不斷發送結果那么可以使用消息隊列
要等待所以是同步
join和future就是用的這個原理

  public class Test {public static void main(String[] args) {GuaObj guaObj = new GuaObj();Thread thread = new Thread(() -> {System.out.println("鎖住,等待結果");guaObj.get(2000);System.out.println("解鎖");}, "t1");thread.start();??Thread thread1 = new Thread(() -> {System.out.println("先睡兩秒");try {Thread.sleep(2000);} catch (InterruptedException e) {e.printStackTrace();}System.out.println("解鎖，設置對象");guaObj.set(new Object());}, "t2");thread1.start();}}?class GuaObj{// 結果public Object response;?// 獲取結果// timeout表示最多等多久public Object get(long timeout){synchronized (this){// 開始時間long cur = System.currentTimeMillis();// 經歷的時間long paseTime=0;while(response==null){try {// 這一輪應該等的時間long waitTime=timeout-paseTime;//超時就不等了if(waitTime<=0) break;this.wait(waitTime);paseTime=System.currentTimeMillis()-cur;} catch (InterruptedException e) {e.printStackTrace();}}System.out.println("等待結束");return response;}}?// 產生結果public void set(Object response){synchronized (this){this.response=response;this.notifyAll();}}}

  鎖住,等待結果先睡兩秒解鎖，設置對象等待結束解鎖?進程已結束,退出代碼0

需要記錄超時的時間，并且重新設置waittime，原因是可能會有虛假喚醒，那么這個時候超時時間不是timeout而是timeout-passedTime，也就是線程執行的時間。
如果超時的話，那么就會自動結束

join的源碼

  public final synchronized void join(long millis)throws InterruptedException {//一開始的時間long base = System.currentTimeMillis();//線程執行的時間long now = 0;?//如果是<0那么就拋出異常if (millis < 0) {throw new IllegalArgumentException("timeout value is negative");}?//如果是0那么就一直等待線程執行完，isAlive是否生存if (millis == 0) {while (isAlive()) {wait(0);}} else {//timeout超時那么就結束while (isAlive()) {long delay = millis - now;if (delay <= 0) {break;}wait(delay);now = System.currentTimeMillis() - base;}}}

Future

相當于就是一個信箱，里面裝了很多GuardObject對象，線程可以通過對應的地址訪問對象獲取結果

異步生產者/消費者模型

定義

相當于就是生產者給隊列生產結果，消費者負責處理結果

不需要一一對應
平衡資源
消息隊列有容量控制
阻塞隊列控制結果出隊列

  public class Test {public static void main(String[] args) {MesageQueue queue = new MesageQueue(2);?for (int i = 0; i < 3; i++) {int id = i;new Thread(() -> {queue.set(new Message(id, "值" + id));},"生產者" + i).start();}?new Thread(() -> {while(true){try {Thread.sleep(1000);} catch (InterruptedException e) {throw new RuntimeException(e);}Message message = queue.take();}}, "消費者").start();}}??@Slf4jclass MesageQueue{//存消息的集合private LinkedList<Message> list = new LinkedList();// 消息容量private int capacity;?public MesageQueue(int capacity){this.capacity = capacity;}?// 獲取消息public ?Message take()  {// 檢查隊列是否為空synchronized (list){while(list.isEmpty()){try {log.debug("隊列為空，消費者線程等待");list.wait();} catch (InterruptedException e) {throw new RuntimeException(e);}}Message message = list.removeFirst();log.debug("已經消費了消息 {}",message);list.notifyAll();return message;}}?// 存入消息public void set(Message message) {// 檢查是不是滿了synchronized (list){while(list.size() == capacity){try {log.debug("隊列已滿，生產者線程等待");list.wait();} catch (InterruptedException e) {throw new RuntimeException(e);}}list.addLast(message);log.debug("已經生產了消息 {}",message);list.notifyAll();}}}?// 消息類final class ?Message{private int id;private Object value;?public Message(int id, Object value){this.id = id;this.value = value;}?public int getId() {return id;}?public Object getValue() {return value;}?@Overridepublic String toString() {return "Message{" +"id=" + id +", value=" + value +'}';}}

  12:58:24.373 [生產者1] DEBUG MesageQueue - 已經生產了消息 Message{id=1, value=值1}12:58:24.375 [生產者2] DEBUG MesageQueue - 已經生產了消息 Message{id=2, value=值2}12:58:24.377 [生產者0] DEBUG MesageQueue - 隊列已滿，生產者線程等待12:58:25.371 [消費者] DEBUG MesageQueue - 已經消費了消息 Message{id=1, value=值1}12:58:25.371 [生產者0] DEBUG MesageQueue - 已經生產了消息 Message{id=0, value=值0}12:58:26.386 [消費者] DEBUG MesageQueue - 已經消費了消息 Message{id=2, value=值2}12:58:27.397 [消費者] DEBUG MesageQueue - 已經消費了消息 Message{id=0, value=值0}12:58:28.405 [消費者] DEBUG MesageQueue - 隊列為空，消費者線程等待