Java基础学习——多线程（线程间通信-生产者消费者代码示例）

JDK 1.5提供了多线程升级方案
将同步synchronized替换成了显示的Lock操作。可以实现唤醒、冻结指定的线程。

Lock接口
Lock 实现提供了比使用 synchronized 方法和语句可获得的更广泛的锁定操作。此实现允许更灵活的结构，可以具有差别很大的属性，可以支持多个相关的 Condition 对象。
线程间通信Condition接口
Condition可以替代传统的线程间通信，用await()替换wait()，用signal()替换notify()，用signalAll()替换notifyAll()。该对象可以通过Lock锁进行获取。

传统线程的通信方式，Condition都可以实现。

注意，Condition是被绑定到Lock上的，要创建一个Lock的Condition必须用newCondition()方法。
ReentrantLock类
Java.util.concurrent.lock 中的Lock 框架是锁定的一个抽象，它允许把锁定的实现作为 Java 类，而不是作为语言的特性来实现。这就为Lock 的多种实现留下了空间，各种实现可能有不同的调度算法、性能特性或者锁定语义。

ReentrantLock 类实现了Lock ，它拥有与synchronized 相同的并发性和内存语义，但是添加了类似锁投票、定时锁等候和可中断锁等候的一些特性。此外，它还提供了在激烈争用情况下更佳的性能。（换句话说，当许多线程都想访问共享资源时，JVM 可以花更少的时候来调度线程，把更多时间用在执行线程上。）

用法示例：

private Lock lock = new ReentrantLock();//定义多态ReentrantLock类对象
private Condition cond_pro = lock.newCondition();//Condition是被绑定到Lock上的，要创建一个Lock的Condition必须用Lock对象的newCondition()方法。
private Condition cond_con = lock.newCondition();//一个lock可以有多个相关的condition

首先创建一个ReentrantLock类的多态对象，即建立一把锁。然后将这把锁与两个Condition对象关联。

实例：

import java.util.concurrent.locks.*;
    class ProducerConsumerDemo 
    {
        public static void main(String[] args) 
        {
            Resource r = new Resource();
            Producer pro = new Producer(r);//生产者对象
            Consumer con = new Consumer(r);//消费者对象
    
            Thread t1 = new Thread(pro);
            Thread t2 = new Thread(pro);
            Thread t3 = new Thread(con);
            Thread t4 = new Thread(con);
    
            t1.start();
            t2.start();
            t3.start();    
            t4.start();    
            }
    }
    
    class Resource
    {
        private String name;
        private int count = 1;
        private boolean flag = false;
        private Lock lock = new ReentrantLock();//定义一个实现Lock接口的ReentrantLock类对象
        private Condition cond_pro = lock.newCondition();//Condition是被绑定到Lock上的，要创建一个Lock的Condition必须用Lock对象的newCondition()方法。
           private Condition cond_con = lock.newCondition();//一个lock可以有多个相关的condition
        
        public  void set(String name) throws InterruptedException//生产方法
                                       //注意这里抛出await（）方法异常声明，交给调用者处理
        {
            lock.lock();    //手动加同步锁
            try
            {  
                while (flag)    //if→while 此时若生产完一个以后唤醒了另一个生产者，则再次判断，避免了两个生产者同时生产
                    cond_pro.await();       //冻结生产方法
                this.name = name+"____"+count++;
                System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"_______"+"生产者"+this.name);
                flag = true;
                cond_con.signal(); //唤醒消费方法，利用了condition的signal()指定唤醒对象        
            }
            finally    //
            {
                lock.unlock();
            }
        }
    
        public  void out()throws InterruptedException
        {
            lock.lock();
            try
                {
                    while (!flag)
                        cond_con.await();
                    System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"______"+"消费者"+this.name);
                    flag = false;
                    cond_pro.signal();
                }

            finally    //释放锁必须得到执行
            {
                lock.unlock();
            }
        }
    }
    
    class Consumer implements Runnable
    {
        private Resource res;
        public Consumer(Resource res)
        {
            this.res = res;
        }
        public void run()
        {
            while (true)
            {
                try    //由于out（）方法抛出了异常声明，这里必须捕获。
                {
                    res.out();
    
                }
                catch (InterruptedException e)
                {
                }
            }
            
        }
    }
    
    class Producer implements Runnable
    {
        private Resource res;
        public Producer(Resource res)
        {
        
                this.res = res;                
            
        }

        public void run()
        {
            while (true)
            {    
                try
                {
                    res.set("+商品+");
                
                }
                catch (InterruptedException e)
                {
                }
            }
    
        }
    }

执行上述代码，观察结果：

可以看到，多个线程同时生产、消费，由于指定唤醒互异线程，因此并不会引起错误。