教你一文读清线程通信之阻塞队列版(JUC编程)
2020-04-21 20:23
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简介
在java语言中实现线程通信经历了三个阶段: - synchronized - Lock - BlockingQueue
可通过下面的链接认识第一、二阶段的线程通信
一文读清synchronized 和 Lock的优缺点
可通过下面的链接认识第三阶段的核心类BlockingQueue
一文读清阻塞队列
线程通信1-3版本 工作图:
下文将介绍第三阶段的线程通信:使用volatile/CAS/atomnicInteger/BlockingQueue/线程交互/原子引用 技术实现生产者消费者线程通信。不用手动加锁,也不用手动阻塞和唤醒线程。
- 问题背景:模拟一个生产者和一个消费者线程,当标志位flag为true时,两个同时工作,否则同时停止。
- 问题分析:如果标志位为true,生产者每隔一秒生产一个产品。如果标志位为true,消费者每隔一秒消费一个产品。初始阻塞队列内的元素为空,在生产和消费的过程中不手动加锁、也不手动阻塞和唤醒线程
资源类和线程工作任务:
import java.util.concurrent.ArrayBlockingQueue; import java.util.concurrent.BlockingQueue; import java.util.concurrent.TimeUnit; import java.util.concurrent.atomic.AtomicInteger; // 共享资源类 class MyResource1 { // 利用volatile的内存可见性,保证工作标志flag改变时,能够第一时间通知生产者、消费者线程 private volatile boolean flag = true;// 工作标志默认开启,进行生产+消费 // 多线程环境下尽量不使用++、--再进行手动控制,而改用原子变量替代(CAS自旋锁) private AtomicInteger atomicInteger = new AtomicInteger(); // 面向抽象,可通用BlockingQueue的7种实现子类型阻塞队列 BlockingQueue<String> blockingQueue = null; // 采用set注入和构造注入中的构造注入阻塞队列 public MyResource1(BlockingQueue<String> blockingQueue) { this.blockingQueue = blockingQueue; System.out.println(blockingQueue.getClass().getName()); } // 生产者线程工作任务 public void produce() throws Exception { String queueElement = null; boolean retValue; while (flag) { // 获取生产者生产的产品,放到阻塞队列中 queueElement = atomicInteger.incrementAndGet() + ""; retValue = blockingQueue.offer(queueElement, 2L, TimeUnit.SECONDS); if (retValue) { System.out.println(Thread.currentThread().getName() + " 产品" + queueElement + "加入队列成功"); } else System.out.println(Thread.currentThread().getName() + " 产品加入队列失败"); // 每隔一秒生产一个产品 TimeUnit.SECONDS.sleep(1L); } System.out.println(Thread.currentThread().getName() + " 被叫停了,不再生产"); } // 消费者线程工作任务 public void consumer() throws Exception { String retVal = null; while (flag) { // 超时等待2秒,获取产品 retVal = blockingQueue.poll(2L, TimeUnit.SECONDS); if (retVal != null) { System.out.println(Thread.currentThread().getName() + " 消费产品" + retVal + "成功"); } else { flag = false; System.out.println(Thread.currentThread().getName() + " 超过2秒没有获取到物品,停止消费"); return ; } } } public void stop() { this.flag = false; } }
开始多个线程和控制线程结束:
public class ProdConsumer_BlockingQueueDemo { public static void main(String[] args) { // 创建可放置5个元素的阻塞队列 MyResource1 myResource = new MyResource1(new ArrayBlockingQueue<>(5)); new Thread(() -> { try { System.out.println(Thread.currentThread().getName() + " 开始启动"); myResource.produce(); } catch (Exception e) {e.printStackTrace();} }, "生产者线程").start(); new Thread(() -> { try { System.out.println(Thread.currentThread().getName() + " 开始启动"); myResource.consumer(); } catch (Exception e) { e.printStackTrace();} }, "消费者线程").start(); // 10秒钟之后,结束所有线程的任务 try { TimeUnit.SECONDS.sleep(5L); } catch (InterruptedException e) {e.printStackTrace();} System.out.println(); System.out.println(); System.out.println(); System.out.println("10秒之后 开始叫停所有线程的工作"); myResource.stop(); } }
运行如下:
从结果可知,用阻塞队列来达到线程之间的通信 不用通过手动加锁、手动阻塞和唤醒,阻塞队列自己就能够控制线程的执行。
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