等待唤醒机制---Day25
线程间通信
概念：多个线程在处理同一个资源，但是处理的动作（线程的任务）却不相同。
比如：线程a用来生成包子的，线程b用来吃包子的，包子可以理解为同一资源，线程a与线程b处理的动作，一个 是生产，一个是消费，那么线程a与线程b之间就存在线程通信问题。
为什么要处理线程间通信：
多个线程并发执行时, 在默认情况下cpu是随机切换线程的，当我们需要多个线程来共同完成一项任务时，我们都知道执行任务时一般都是按规律或者规则来执行，所以多线程执行任务也是一样，需要规律来协调通信，以此来帮我们达到多线程共同操作一项任务（一份数据）。
如何保证线程间通信有效执行任务（利用资源）：
多个线程在处理同一个资源，并且任务不同时，需要线程通信来帮助解决线程之间对同一个变量的使用或操作。 因为多个线程在操作同一份数据时， 要避免对同一共享变量的争夺。因此我们需要通过一定的手段使各个线程能有效的利用资源。而这种手段即—— 等待唤醒机制
等待唤醒机制
什么时等待唤醒机制
这是多个线程间的一种协作机制。谈到线程我们经常想到的是线程间的竞争（race），比如去争夺锁，但这并不是故事的全部，线程间也会有协作机制，就是在一个线程进行了规定操作后，就进入等待状态（wait()）， 等待其他线程执行完他们的指定代码过后再将其唤醒（notify()）;在有多个线程进行等待时， 如果需要，可以使用 notifyall()来唤醒所有的等待线程
wait/notify 就是线程间的一种协作机制
等待唤醒中的方法
等待唤醒机制就是用于解决线程间通信的问题的，使用到的3个方法的含义如下
1. wait：线程不再活动，不再参与调度，进入 wait set 中，因此不会浪费 cpu 资源，也不会去竞争锁了，这时的线程状态即是waiting。它还要等着别的线程执行一个特别的动作，也即是“通知（notify）”在这个对象上等待的线程从wait set 中释放出来，重新进入到调度队列（ready queue）中
2. notify：则选取所通知对象的 wait set 中的一个线程释放；例如，餐馆有空位置后，等候就餐最久的顾客最先入座。
3. notifyall：则释放所通知对象的 wait set 上的全部线程。
注意：哪怕只通知了一个等待的线程，被通知线程也不能立即恢复执行，因为它当初中断的地方是在同步块内，而此刻它已经不再持有锁，所以需要再次尝试去获取锁（很可能面临其它线程的竞争），获取锁成功后才能在当初调用 wait 方法之后的地方恢复执行
总结：如果能获取锁，线程就从 waiting 状态变成 runnable 状态； 否则，从 wait set 出来，又进入 entry set，线程就从 waiting 状态又变成 blocked 状态
调用wait和notify方法需要注意的细节
1. wait方法与notify方法必须要由同一个锁对象调用。因为：对应的锁对象可以通过notify唤醒使用同一个锁对 象调用的wait方法后的线程。
2. wait方法与notify方法是属于object类的方法的。因为：锁对象可以是任意对象，而任意对象的所属类都是继 承了object类的。
3. wait方法与notify方法必须要在同步代码块或者是同步函数中使用。因为：必须要通过锁对象调用这2个方法。
等待唤醒机制是“生产者与消费者之间的关系”
就拿生产包子消费包子来说等待唤醒机制如何有效利用资源：
包子铺线程生产包子，吃货线程消费包子。当包子没有时（包子状态为false），吃货线程等待，包子铺线程生产包子 （即包子状态为true），并通知吃货线程（解除吃货的等待状态）,因为已经有包子了，那么包子铺线程进入等待状态。 接下来，吃货线程能否进一步执行则取决于锁的获取情况。如果吃货获取到锁，那么就执行吃包子动作，包子吃完（包 子状态为false），并通知包子铺线程（解除包子铺的等待状态）,吃货线程进入等待。包子铺线程能否进一步执行则取决于锁的获取情况
包子类
1 package demosummary.waitingandwake;
2
3 /**
4 包子铺线程生产包子，吃货线程消费包子。当包子没有时（包子状态为false），吃货线程等待，
5 包子铺线程生产包子 （即包子状态为true）
6 并通知吃货线程（解除吃货的等待状态）,因为已经有包子了，那么包子铺线程进入等待状态。
7 接下来，吃货线程能否进一步执行则取决于锁的获取情况。
8 如果吃货获取到锁，那么就执行吃包子动作，包子吃完（包 子状态为false），并通知包子铺线程（解除包子铺的等待状态）,
9 吃货线程进入等待。包子铺线程能否进一步执行则取决于锁的获取情况
10 */
11 public class baozi {
12 private string pi;
13 private string xian;
14 boolean flag = false;
15
16 public baozi() {
17 }
18
19 public baozi(string pi, string xian, boolean flag) {
20 this.pi = pi;
21 this.xian = xian;
22 this.flag = flag;
23 }
24
25 public string getpi() {
26 return pi;
27 }
28
29 public void setpi(string pi) {
30 this.pi = pi;
31 }
32
33 public string getxian() {
34 return xian;
35 }
36
37 public void setxian(string xian) {
38 this.xian = xian;
39 }
40
41 public boolean isflag() {
42 return flag;
43 }
44
45 public void setflag(boolean flag) {
46 this.flag = flag;
47 }
48
49 @override
50 public string tostring() {
51 return "baozi{" +
52 "pi='" + pi + '\'' +
53 ", xian='" + xian + '\'' +
54 ", flag=" + flag +
55 '}';
56 }
57 }
包子铺类
1 package demosummary.waitingandwake;
2
3 public class baozipu extends thread{
4 private baozi bz;
5
6 public baozipu(string name, baozi bz) {
7 super(name);
8 this.bz = bz;
9 }
10
11 @override
12 public void run() {
13 //定义一个变量来判断做什么皮和馅的包子
14 int count = 0;
15 while (true) {
16 synchronized (bz) {
17 if (bz.flag == true) {//包子存在
18 try {
19 bz.wait();//进入等待状态,既不需要做包子
20 } catch (interruptedexception e) {
21 e.printstacktrace();
22 }
23 }
24 //没有包子,包子铺开始做包子
25 system.out.println("包子铺开始做包子");
26 //判断做什么包子
27 if (count != 0) {
28 //做冰皮蛋黄包子
29 bz.setpi("冰皮");
30 bz.setxian("蛋黄");
31 } else {
32 //做薄皮豆沙馅
33 bz.setpi("薄皮");
34 bz.setxian("豆沙");
35 }
36 count++;
37 //改变包子的状态为有包子
38 bz.flag = true;
39 system.out.println("包子做好了:"+bz.getpi()+bz.getxian()+"包子");
40 system.out.println("请等待的顾客可以来拿包子了");
41 bz.notify();
42 }
43 }
44 }
45 }
顾客类
1 package demosummary.waitingandwake;
2
3 public class guke extends thread{
4 private baozi bz;
5
6 public guke(string name, baozi bz) {
7 super(name);
8 this.bz = bz;
9 }
10
11 @override
12 public void run() {
13 while (true) {
14 synchronized (bz) {
15 if (bz.flag == false) {
16 try {
17 bz.wait();
18 } catch (interruptedexception e) {
19 e.printstacktrace();
20 }
21 }
22
23 system.out.println("顾客已拿到" + bz.getpi() + bz.getxian()+"包子");
24 bz.flag = false;
25 bz.notify();
26 }
27 }
28 }
29 }
测试类
1 package demosummary.waitingandwake;
2
3 public class test {
4 public static void main(string[] args) {
5 //创建包子、包子铺、顾客对象
6 baozi baozi = new baozi();
7 baozipu baozipu = new baozipu("包子铺", baozi);
8 guke guke = new guke("顾客", baozi);
9 //调用包子铺和顾客线程
10 baozipu.start();
11 guke.start();
12 }
13 }