1. 生产者和消费者问题

生产者和消费者问题：

• 仓库中只能存放一件产品，生产者将生产出来的产品放入仓库，消费者将仓库中产品消费；
• 如果仓库中没有产品，则生产者将产品放入仓库中。否则，停止生产并等待，直到仓库中的产品被消费者取走为止；
• 如果仓库中放有产品，则消费者可以将产品取走消费。否则，停止消费并等待，直到仓库中再次放入产品为止。

这是一个线程同步问题：生产者和消费者共享同一个资源，并且生产者和消费者之间互相依赖，互为条件。

• 对于生产者：没有生产产品之前，要通知消费者等待，而生产了产品之后，又需要马上通知消费者消费；
• 对于消费者：在消费之后，要通知生产者已经结束消费，需要生产新的产品以供消费。

在生产者与消费者问题中，仅有 synchronized 是不够的：

• synchronized 可阻止并发更新同一个共享资源，实现了同步
• synchronized 不能用来实现不同线程之间的消息传递（通信）

2. 线程通信

Java 提供了几个方法解决线程之间的通信问题：

方法名	作用
wait()	表示线程一直等待，直到其它线程通知；与 sleep() 方法不同，它会释放锁
wail(long timeout)	等待的毫秒数
notify()	唤醒一个处于等待状态的线程
notifyAll()	唤醒同一个对象上所有调用 wait() 方法的线程，优先级别高的线程优先调度

【注意】：以上方法均是 Object 类中的方法，都只能在同步方法或者同步代码块中调用。否则，会抛出 IllegalMonitorStateException

针对以上的“生产者-消费者”问题，有两种解决方法：管程法、信号灯法

2.1 管程法

管程法的原理：生产者将生产好的数据放入缓冲区中，消费者从缓冲区拿出数据

• 生产者：负责生产数据的模块（方法、线程、进程）；
• 消费者：负责消费数据的模块（方法、线程、进程）；
• 缓冲区：消费者不能直接使用生产者的数据，它们之间有个“缓冲区”。

生产者：

class Producer extends Thread {private SynContainer container;public Producer(SynContainer container) {this.container = container;}@Overridepublic void run() {for (int i = 1; i < 101; i++) {container.push(new Product(i));System.out.println("生产了第" + i + "个产品");}}
}

消费者：

class Consumer extends Thread {private SynContainer container;public Consumer(SynContainer container) {this.container = container;}@Overridepublic void run() {for (int i = 1; i < 101; i++) {System.out.println("消费了第" + container.pop().getNum() + "个产品");}}
}

产品：

class Product {// 编号private int num;public Product(int num) {this.num = num;}public int getNum() {return num;}public void setNum(int num) {this.num = num;}
}

缓冲区：

class SynContainer {// 容器大小private Product[] products = new Product[10];// 容器计数器private int count = 0;public synchronized void push(Product product) {if (count == products.length) {// 通知消费者去消费，生产者等待try {this.wait();} catch (InterruptedException e) {e.printStackTrace();}}// 生产者生产，消费者等待products[count] = product;count++;// 通知消费者消费this.notifyAll();}public synchronized Product pop() {if (count == 0) {// 通知生产者生产，消费者等待try {this.wait();} catch (InterruptedException e) {e.printStackTrace();}}// 消费者消费count--;Product p = products[count];// 通知生产者生产this.notifyAll();return p;}}

测试：

public class TestPc {public static void main(String[] args) {SynContainer container = new SynContainer();new Producer(container).start();new Consumer(container).start();}
}

2.2 信号灯法

信号灯法原理：通过标志位解决

生产者：

class Player extends Thread {private Tv tv;public Player(Tv tv) {this.tv = tv;}@Overridepublic void run() {for (int i = 0; i < 20; i++) {if (i % 2 == 0) {this.tv.play("快乐大本营");} else {this.tv.play("抖音：记录美好生活");}}}
}

消费者：

class Watcher extends Thread {private Tv tv;public Watcher(Tv tv) {this.tv = tv;}@Overridepublic void run() {for (int i = 0; i < 20; i++) {this.tv.watch();}}
}

产品：

class Tv {// 节目private String voice;// 演员表演，观众等待 T// 观众观看，演员等待 Fprivate boolean flag = true;// 表演public synchronized void play(String voice) {if (!flag) {try {this.wait();} catch (InterruptedException e) {e.printStackTrace();}}System.out.println("演员表演了" + voice);this.voice = voice;this.flag = !this.flag;// 通知观众观看this.notifyAll();}// 观看public synchronized String watch() {if (flag) {try {this.wait();} catch (InterruptedException e) {e.printStackTrace();}}System.out.println("观看了" + voice);// 通知演员表演this.notifyAll();this.flag = !this.flag;return voice;}
}

测试：

public class TestPc2 {public static void main(String[] args) {Tv tv = new Tv();new Player(tv).start();new Watcher(tv).start();}
}