4.2.3管理线程.pptVIP

4.2 管理线程 主讲教师：胡祝华 一、知识能力目标 1．了解死锁的概念； 2．掌握线程的优先级及实现； 3．掌握线程的同步及其实现； 4．能编写多线程的同步控制的Java程序 二、模拟生产者和消费者问题 生产者消费者问题是这样的：有一群生产者进程在生产消息，并将此消息提供给消费者进程去消费。约束条件是：必须在生产了消息后才能让消费者去消费 本项目将这个问题进行了一定的简化，用意在于清楚地说明线程间是如何进行协调工作（即同步管理）的。 只有一个生产者线程生产随机数， 只有一个消费者线程去提取（消费）这个生成的数字 生产者只生产一次 消费者也只消费一次 程序的运行情况是这样的：主线程开始时，创造用于随机数产生和存储的内存池对象，然后马上创造一个消费者线程。此时，内存池中尚未有数字，因此消费者必须等待生产者线程，于是就等待。 生产者和消费者问题图解 项目29 模拟生产者和消费者问题图解 3秒钟之后，主线程创建一个生产者线程，生产者线程此时就生产一个数字，然后消费者线程被唤醒，消费者线程读取内存池中的数字并输出在屏幕上 2.相关知识 使用多线程程序虽然在很大程度上改善了资源利用率提高了系统的吞吐量 线程的异步性，可能给系统造成混乱 争用资源时 多个线程之间的关系： 使用共享资源 例如两个线程都想使用打印机打印文件 相互合作关系 例如用于输入的线程提供给用于计算的线程数据 利用Java中给对象加锁的特性 某个线程在使用资源时给资源上锁 别的线程不能使用资源 使用完后再解锁 别的线程才可以使用资源 volatile和synchronized来实现给特定的资源上锁的功能 volatile适用于控制简单的基本变量 synchronized适用于控制一段代码 不允许“某些”线程同时执行到一段代码里 “某些”由synchronized()的括号中的对象决定 【应用拓展】 如将这个简单的生产者消费者问题复杂化一点，当程序像本例一样结束后，再由消费者线程唤醒生产者线程重新生产一个数字，消费者再去读取……如此循环下去。那就要注意各个线程什么时候被暂停什么时候被唤醒，在执行wait()和notify()的时候拥有锁的对象和拥有锁的线程分别是什么了 4.3 使用管道进行线程通信 一、知识能力目标 1．理解管道的概念及其实现机制； 2．了解利用管道进行线程通信； 3．能理解使用管道进行线程通信的Java程序 二、项目30 使用管道通信程序 程序开始时创建一个Sender和一个Receiver1线程，Sender线程的工作是循环计数并输出，当计数大于10时使用管道发送一个信息，Receiver1线程的任务是随时监听管道，一旦收到Sender传来的消息就停止Sender线程的运行 1.相关知识 优点 线程与线程之间直接交换信息 结合同步管理方式控制程序的运做，不需要使用类似临时文件之类的东西 在一定程度上减少代码的量 方便了线程之间的直接通信 应用拓展 在上文中提到了PipedWriter和PipedReader这两个类也用于在线程中进行通信。我们也可以编写一个使用这两个类进行线程通信的程序。这个程序运行的效果与生产者消费者问题很相似，一个线程产生数据，通过管道传送数据，另一个线程则从管道中接收数据并输出 * * 做蛋糕 吃蛋糕 生产者m 消费者n 一次生产1个蛋糕放到桌子上 一次从桌子上拿1个蛋糕吃 放蛋糕前要询问桌子上是否还有空位子 拿蛋糕前要询问桌子上是否还有蛋糕 共享资源 放蛋糕时给桌子上锁 放蛋糕后给桌子开锁 拿蛋糕时给桌子上锁 拿蛋糕后给桌子开锁 一次只能给一个人使用 生产数据 消费数据 最多放L个蛋糕 …… 互斥使用共享资源 唤醒吃蛋糕的人 唤醒做蛋糕的人 喂，蛋糕做好了 喂，蛋糕拿走了 Datapull内存池类 Producer生产者类 Consumer消费者类 存放数据 向Datapull中 放一个随机数 从Datapull中 取走一个数据 产生数据 消费数据 变量 主内存 高速缓存 volatile Sender 计数到10并输出 Receiver1 随时监听管道 当计数大于10时使 用管道发送一个信息 收到Sender传来的消 息就停止该线程运行 管道流 PipedOutputStream PipedInputStream PipedWriter PipedReader 缺点 管道信息流不容易控制 信息流如果过多造成数据的溢出 管道过多使代码的编写和维护难度加大