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java多线程（同步与死锁问题，生产者与消费者问题）

2024-07-30 20:02:21   220人阅读

首先我们来看同步与死锁问题：


所谓死锁，就是A拥有banana，B拥有apple。

A对B说：你把apple给我，我就把banana给你。

B对A说：你把banana给我，我就把apple给你。


但是A和B都在等待对方的答复，那么这样最终的结果就是A得不到apple，B也得不到banana。这种死循环就是死锁。

于是我们可以模拟上面的描述，写出以下代码：


类A代表A这个人，

public class A {
	public void say(){
		System.out.println("A said to B: if you give me the apple, I will give you the banana.");
	}
	public void get(){
		System.out.println("A get the apple.");
	}
}

类B代表B这个人，

public class B {
	public void say(){
		System.out.println("B said to A: if you give me the banana, I will give you the apple.");
	}
	public void get(){
		System.out.println("B get the banana.");
	}
}

类ThreadDeadLock代表死锁类，

public class ThreadDeadLock implements Runnable{
	private static A a=new A();
	private static B b=new B();
	public boolean flag=false;
	public void run(){
		if(flag){
			synchronized(a){
				a.say();
				try{
					Thread.sleep(500);
				}catch(InterruptedException e){
					e.printStackTrace();
				}
				synchronized(b){
					a.get();
				}
			}
		}else{
			synchronized(b){
				b.say();
				try{
					Thread.sleep(500);
				}catch(InterruptedException e){
					e.printStackTrace();
				}
				synchronized(a){
					b.get();
				}
			}
		}
	}
}

下面是主类：

public class Main{
	public static void main(String[] args){
		ThreadDeadLock t1=new ThreadDeadLock();
		ThreadDeadLock t2=new ThreadDeadLock();
		t1.flag=true;
		t2.flag=false;
		Thread thA=new Thread(t1);
		Thread thB=new Thread(t2);
		thA.start();
		thB.start();
	}
}


程序运行结果：

A said to B: if you give me the apple, I will give you the banana.
B said to A: if you give me the banana, I will give you the apple.


从以上的程序运行，我们可以发现，两个线程都在等待对方的执行完成，这样，程序也就无法继续执行，从而造成了死锁运行现象。


下面我们来看生产者与消费者问题：


所谓生产者与消费者问题，很简单，过程就是生产者不断生产产品，消费者不断取走产品。

Producer生产product，Consumer消费product。

于是，我们先定义product类：

public class Product {
	private String name="product";
	private boolean flag=false;
	public String getName() {
		return name;
	}
	public void setName(String name) {
		this.name = name;
	}
	public synchronized void set(String name){
		if(!flag){
			try{
				super.wait();
			}catch(InterruptedException e){
				e.printStackTrace();
			}
		}
		this.setName(name);
		try{
			Thread.sleep(300);
		}catch(InterruptedException e){
			e.printStackTrace();
		}
		flag=false;
		super.notify();
	}
	public synchronized void get(){
		if(flag){
			try{
				super.wait();
			}catch(InterruptedException e){
				e.printStackTrace();
			}
		}
		try{
			Thread.sleep(300);
		}catch(InterruptedException e){
			e.printStackTrace();
		}
		System.out.println(this.getName());
		flag=true;
		super.notify();
	}
}

这里加入了等待与唤醒，并增加一个标志位flag，flag为true时，表示可以生产，但不能取走，此时如果线程执行到了消费者线程，则应该等待，如果flag为false，则表示可以取走，但是不能生产，如果生产者线程运行，则应该等待。


Producer类：

public class Producer implements Runnable{
	private Product product=null;
	public Producer(Product product){
		this.product=product;
	}
	public void run(){
		for(int i=0;i<50;++i){
			this.product.set("product");
		}
	}
}

Consumer类：

public class Consumer implements Runnable{
	private Product product=null;
	public Consumer(Product product){
		this.product=product;
	}
	public void run(){
		for(int i=0;i<50;++i){
			try{
				Thread.sleep(100);
			}catch(InterruptedException e){
				e.printStackTrace();
			}
			this.product.get();
		}
	}
}

然后是主类：

public class Main{
	public static void main(String[] args){
		Product product=new Product();
		Producer pro=new Producer(product);
		Consumer con=new Consumer(product);
		new Thread(pro).start();
		new Thread(con).start();
	}
}

于是我们知道，生产者每生产一个产品，消费者就取走一个产品，消费者每取走一个产品，就要等待生产者生产。

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