多线程编程模板：
1、判断 2、干活 3、通知
生产者消费者模型（synchronized实现）
代码：
package com.atguigu.thread;
import java.util.concurrent.locks.Condition;
import java.util.concurrent.locks.Lock;
import java.util.concurrent.locks.ReentrantLock;
class ShareDataOne//资源类
{
private int number = 0;//初始值为零的一个变量
public synchronized void increment() throws InterruptedException
{
//1判断
if(number !=0 ) {
this.wait();
}
//2干活
++number;
System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"\t"+number);
//3通知
this.notifyAll();
}
public synchronized void decrement() throws InterruptedException
{
// 1判断
if (number == 0) {
this.wait();
}
// 2干活
--number;
System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "\t" + number);
// 3通知
this.notifyAll();
}
}
/**
*
* @Description:
*现在两个线程，
* 可以操作初始值为零的一个变量，
* 实现一个线程对该变量加1，一个线程对该变量减1，
* 交替，来10轮。
* @author xialei
*
* * 笔记：Java里面如何进行工程级别的多线程编写
* 1 多线程变成模板（套路）-----上
* 1.1 线程 操作 资源类
* 1.2 高内聚 低耦合
* 2 多线程变成模板（套路）-----下
* 2.1 判断
* 2.2 干活
* 2.3 通知
*/
public class NotifyWaitDemoOne
{
public static void main(String[] args)
{
ShareDataOne sd = new ShareDataOne();
new Thread(() -> {
for (int i = 1; i
try {
sd.increment();
} catch (InterruptedException e) {
// TODO Auto-generated catch block
e.printStackTrace();
}
}
}, "A").start();
new Thread(() -> {
for (int i = 1; i
try {
sd.decrement();
} catch (InterruptedException e) {
// TODO Auto-generated catch block
e.printStackTrace();
}
}
}, "B").start();
}
}
/*
* *
* 2 多线程变成模板（套路）-----下
* 2.1 判断
* 2.2 干活
* 2.3 通知
* 3 防止虚假唤醒用while
*
*
* */
以上代码如果有四个线程同时执行就会出错，原因是在Java多线程判断时，不能用if，程序问题出在了判断上，假如，突然有一添加的线程进到了if了，突然中断了交出控制权，没有进行验证二适直接走了下去，加了两次甚至多次，这就是虚假唤醒。
虚假唤醒问题解决办法
官方指出不能用if判断而是要用while，这样就不会导致进入判断后突然中断导致数据不合理
package com.atguigu.thread;
import java.util.concurrent.locks.Condition;
import java.util.concurrent.locks.Lock;
import java.util.concurrent.locks.ReentrantLock;
import org.omg.IOP.Codec;
class ShareData//资源类
{
private int number = 0;//初始值为零的一个变量
public synchronized void increment() throws InterruptedException
{
//判断
while(number!=0) {
this.wait();
}
//干活
++number;
System.out.println(Thread.currentThread().getName()+" \t "+number);
//通知
this.notifyAll();;
}
public synchronized void decrement() throws InterruptedException
{
//判断
while(number!=1) {
this.wait();
}
//干活
--number;
System.out.println(Thread.currentThread().getName()+" \t "+number);
//通知
this.notifyAll();
}
}
/**
*
* @Description:
*现在两个线程，
* 可以操作初始值为零的一个变量，
* 实现一个线程对该变量加1，一个线程对该变量减1，
* 交替，来10轮。
* @author xialei
*
* * 笔记：Java里面如何进行工程级别的多线程编写
* 1 多线程变成模板（套路）-----上
* 1.1 线程 操作 资源类
* 1.2 高内聚 低耦合
* 2 多线程变成模板（套路）-----下
* 2.1 判断
* 2.2 干活
* 2.3 通知
*/
public class NotifyWaitDemo
{
public static void main(String[] args)
{
ShareData sd = new ShareData();
new Thread(() -> {
for (int i = 1; i
try {
sd.increment();
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
}
}, "A").start();
new Thread(() -> {
for (int i = 1; i
try {
sd.decrement();
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
}
}, "B").start();
new Thread(() -> {
for (int i = 1; i
try {
sd.increment();
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
}
}, "C").start();
new Thread(() -> {
for (int i = 1; i
try {
sd.decrement();
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
}
}, "D").start();
}
}
/*
* *
* 2 多线程变成模板（套路）-----下
* 2.1 判断
* 2.2 干活
* 2.3 通知
* 3 防止虚假唤醒用while
*
*
* */
Java8新版实现
对标实现
Condition是在java 1.5中才出现的，它用来替代传统的Object的wait()、notify()实现线程间的协作，相比使用Object的wait()、notify()，使用Condition的await()、signal()这种方式实现线程间协作更加安全和高效。因此通常来说比较推荐使用Condition，阻塞队列实际上是使用了Condition来模拟线程间协作。
Condition是个接口，基本的方法就是await()和signal()方法；
Condition依赖于Lock接口，生成一个Condition的基本代码是lock.newCondition()
调用Condition的await()和signal()方法，都必须在lock保护之内，就是说必须在lock.lock()和lock.unlock之间才可以使用
Conditon中的await()对应Object的wait()；
Condition中的signal()对应Object的notify()；
Condition中的signalAll()对应Object的notifyAll()。
这是消费者生产者模型中的消费者demo
class BoundedBuffer {
final Lock lock = new ReentrantLock();
final Condition notFull = lock.newCondition();
final Condition notEmpty = lock.newCondition();
final Object[] items = new Object[100];
int putptr, takeptr, count;
public void put(Object x) throws InterruptedException {
lock.lock();
try {
while (count == items.length)
notFull.await();
items[putptr] = x;
if (++putptr == items.length) putptr = 0;
++count;
notEmpty.signal();
} finally {
lock.unlock();
}
}
Condition接口详解分析
condition可以通俗的理解为条件队列。当一个线程在调用了await方法以后，直到线程等待的某个条件为真的时候才会被唤醒。这种方式为线程提供了更加简单的等待/通知模式。Condition必须要配合锁一起使用，因为对共享状态变量的访问发生在多线程环境下。一个Condition的实例必须与一个Lock绑定，因此Condition一般都是作为Lock的内部实现。 await() ：造成当前线程在接到信号或被中断之前一直处于等待状态。 await(long time, TimeUnit unit) ：造成当前线程在接到信号、被中断或到达指定等待时间之前一直处于等待状态 awaitNanos(long nanosTimeout) ：造成当前线程在接到信号、被中断或到达指定等待时间之前一直处于等待状态。返回值表示剩余时间，如果在nanosTimesout之前唤醒，那么返回值 = nanosTimeout - 消耗时间，如果返回值 <= 0 ,则可以认定它已经超时了。 awaitUninterruptibly() ：造成当前线程在接到信号之前一直处于等待状态。【注意：该方法对中断不敏感】。 awaitUntil(Date deadline) ：造成当前线程在接到信号、被中断或到达指定最后期限之前一直处于等待状态。如果没有到指定时间就被通知，则返回true，否则表示到了指定时间，返回返回false。 signal() ：唤醒一个等待线程。该线程从等待方法返回前必须获得与Condition相关的锁。 signal()All ：唤醒所有等待线程。能够从等待方法返回的线程必须获得与Condition相关的锁。
一 condition实现分析：
Condition接口包含了多种await方式和两个通知方法
ConditionObject实现了Condition接口，是AbstractQueuedSynchronizer的内部类（因为Condition的操作都需要获取想关联的锁）
Reentrantlock的newCondition方法返回与某个lock实例相关的Condition对象
public abstract class AbstractQueuedLongSynchronizer extends AbstractOwnableSynchronizer implements java.io.Serializable {
结合上面的类图，我们看到condition实现是依赖于aqs，而aqs是个抽象类。里面定义了同步器的基本框架，实现了基本的结构功能。只留有状态条件的维护由具体同步器根据具体场景来定制，如常见的 ReentrantLock 、 RetrantReadWriteLock和CountDownLatch 等等，
1.1 等待队列
Condition是AQS的内部类。每个Condition对象都包含一个队列(等待队列)。等待队列是一个FIFO的队列，在队列中的每个节点都包含了一个线程引用，该线程就是在Condition对象上等待的线程，如果一个线程调用了Condition.await()方法，那么该线程将会释放锁、构造成节点加入等待队列并进入等待状态。AQS有一个同步队列和多个等待队列，节点都是Node。等待队列的基本结构如下所示。
等待分为首节点和尾节点。当一个线程调用Condition.await()方法，将会以当前线程构造节点，并将节点从尾部加入等待队列。新增节点就是将尾部节点指向新增的节点。节点引用更新本来就是在获取锁以后的操作，所以不需要CAS保证。同时也是线程安全的操作。
当线程调用了Condition的await（）方法以后。线程就作为队列中的一个节点被加入到等待队列中去了。同时会释放锁的拥有。当从await方法返回的时候。当前线程一定会获取condition相关联的锁。
1.2 等待
如果从队列（同步队列和等待队列）的角度去看await（）方法，当调用await（）方法时，相当于同步队列的首节点（获取锁的节点）移动到Condition的等待队列中。
调用该方法的线程成功的获取锁的线程，也就是同步队列的首节点，该方法会将当前线程构造成节点并加入到等待队列中，然后释放同步状态，唤醒同步队列中的后继节点，然后当前线程会进入等待状态。
当等待队列中的节点被唤醒的时候，则唤醒节点的线程开始尝试获取同步状态。如果不是通过 其他线程调用Condition.signal()方法唤醒，而是对等待线程进行中断，则会抛出InterruptedException异常信息。
1.3 通知
调用Condition的signal()方法，将会唤醒在等待队列中等待最长时间的节点（条件队列里的首节点），在唤醒节点前，会将节点移到同步队列中。当前线程加入到等待队列中如图所示：
回到上面的demo，锁被释放后，线程Consumer开始沉睡，这个时候线程因为线程Consumer沉睡时，会唤醒AQS队列中的头结点，所所以线程Producer会开始竞争锁，并获取到，执行完后线程Producer会调用signal方法，“发出”signal信号
在调用signal()方法之前必须先判断是否获取到了锁（isHeldExclusively方法）。接着获取等待队列的首节点，将其移动到同步队列并且利用LockSupport唤醒节点中的线程。
被唤醒的线程将从await方法中的while循环中退出（ while (!isOnSyncQueue(node)) { 方法返回true，节点已经在同步队列中）。随后调用同步器的acquireQueued（）方法加入到同步状态的竞争当中去。成功获取到竞争的线程从先前调用await方法返回，此时该线程已经成功获取了锁。
AQS的同步队列与Condition的等待队列，两个队列的作用是不同，事实上，每个线程也仅仅会同时存在以上两个队列中的一个，流程是这样的：
注意：
1.线程producer调用signal方法，这个时候Condition的等待队列中只有线程Consumer一个节点，于是它被取出来，并被加入到AQS的等待队列中。 注意，这个时候，线程Consumer 并没有被唤醒。
2.Sync是AQS的抽象子类，实现可重入和互斥的大部分功能。在Sync的子类中有FairSync和NonfairSync两种代表公平锁策略和非公平锁策略。Sync lock方法留给子类去实现，NonfairSync的实现：
上面是理论概述下面是使用基本步骤
1、有顺序通知，需要有标识位 2、有一个锁Lock，3把钥匙Condition 3、判断标志位 4、输出线程名+第几次+第几轮 5、修改标志位，通知下一个
实战案例
/**
*
* @Description:
* 多线程之间按顺序调用，实现A->B->C
* 三个线程启动，要求如下：
*
* AA打印5次，BB打印10次，CC打印15次
* 接着
* AA打印5次，BB打印10次，CC打印15次
* ......来1轮
*
*/
import java.util.concurrent.locks.Condition;
import java.util.concurrent.locks.Lock;
import java.util.concurrent.locks.ReentrantLock;
class ShareResource
{
private int number = 1;//1:A 2:B 3:C
private Lock lock = new ReentrantLock();
private Condition c1 = lock.newCondition();
private Condition c2 = lock.newCondition();
private Condition c3 = lock.newCondition();
public void print5(int totalLoopNumber)
{
lock.lock();
try
{
//1 判断
while(number != 1)
{
//A 就要停止
c1.await();
}
//2 干活
for (int i = 1; i<=5;i++)
{
System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"\t"+i+"\t totalLoopNumber: "+totalLoopNumber);
}
//3 通知
number = 2;
c2.signal();
} catch (Exception e) {
e.printStackTrace();
} finally {
lock.unlock();
}
}
public void print10(int totalLoopNumber)
{
lock.lock();
try
{
//1 判断
while(number != 2)
{
//A 就要停止
c2.await();
}
//2 干活
for (int i = 1; i<=10;i++)
{
System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"\t"+i+"\t totalLoopNumber: "+totalLoopNumber);
}
//3 通知
number = 3;
c3.signal();
} catch (Exception e) {
e.printStackTrace();
} finally {
lock.unlock();
}
}
public void print15(int totalLoopNumber)
{
lock.lock();
try
{
//1 判断
while(number != 3)
{
//A 就要停止
c3.await();
}
//2 干活
for (int i = 1; i<=15;i++)
{
System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"\t"+i+"\t totalLoopNumber: "+totalLoopNumber);
}
//3 通知
number = 1;
c1.signal();
} catch (Exception e) {
e.printStackTrace();
} finally {
lock.unlock();
}
}
}
public class ThreadOrderAccess
{
public static void main(String[] args)
{
ShareResource sr = new ShareResource();
new Thread(() -> {
for (int i = 1; i<=1;i++)
{
sr.print5(i);
}
}, "AA").start();
new Thread(() -> {
for (int i = 1; i<=1;i++)
{
sr.print10(i);
}
}, "BB").start();
new Thread(() -> {
for (int i = 1; i<=1;i++)
{
sr.print15(i);
}
}, "CC").start();
}
}
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