一生產(chǎn)者多消費者 — 操作棧問題
本文是想通過棧的方式來進(jìn)行線程間通訊。
- 異常情況
看如下代碼：
package entity;
import java.util.ArrayList;
import java.util.List;
public class MyStack {
private List list = new ArrayList();
synchronized public void push() {
try {
if (list.size() == 1) {
this.wait();
}
list.add("anyString=" + Math.random());
this.notify();
System.out.println("push=" + list.size());
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
}
synchronized public String pop() {
String returnValue = "";
try {
if (list.size() == 0) {
this.wait();
}
returnValue = "" + list.get(0);
System.out.println("pop操作中的："
+ Thread.currentThread().getName() + " 線程呈wait狀態(tài)");
list.remove(0);
this.notify();
System.out.println("pop=" + list.size());
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
return returnValue;
}
}
package extthread;
import entity.MyStack;
public class Consumer_Thread extends Thread {
private MyStack myStack;
public Consumer_Thread(MyStack r) {
this.myStack = r;
}
@Override
public void run() {
while (true) {
myStack.pop();
}
}
}
package extthread;
import entity.MyStack;
public class Produce_Thread extends Thread {
private MyStack myStack;
public Produce_Thread(MyStack p) {
this.myStack = p;
}
@Override
public void run() {
while (true) {
myStack.push();
}
}
}
主函數(shù)如下：
package test.run;
import entity.MyStack;
import extthread.Consumer_Thread;
import extthread.Produce_Thread;
public class Run {
public static void main(String[] args) throws Exception{
MyStack myStack = new MyStack();
Produce_Thread pThread = new Produce_Thread(myStack);
pThread.start();
Consumer_Thread cThread1 = new Consumer_Thread(myStack);
Consumer_Thread cThread2 = new Consumer_Thread(myStack);
cThread1.start();
cThread2.start();
}
}
運行如上代碼，會出現(xiàn)如下異常：
push=1
pop操作中的：Thread-2 線程呈wait狀態(tài)
pop=0
push=1
pop操作中的：Thread-2 線程呈wait狀態(tài)
pop=0
Exception in thread "Thread-1" java.lang.IndexOutOfBoundsException: Index: 0, Size: 0
at java.util.ArrayList.rangeCheck(ArrayList.java:653)
at java.util.ArrayList.get(ArrayList.java:429)
at entity.MyStack.pop(MyStack.java:28)
at extthread.Consumer_Thread.run(Consumer_Thread.java:16)
究其原因，是由于在Mystack類中，對戰(zhàn)的棧的操作時用了if來判斷：
synchronized public String pop() {
String returnValue = "";
try {
if (list.size() == 0) {
this.wait();
}
returnValue = "" + list.get(0);
System.out.println("pop操作中的："
+ Thread.currentThread().getName() + " 線程呈wait狀態(tài)");
list.remove(0);
this.notify();
System.out.println("pop=" + list.size());
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
return returnValue;
}
我們知道this.norify()操作會隨機(jī)喚醒一個在當(dāng)前鎖對象上正在等待的線程，假如當(dāng)前l(fā)ist.size==0為true，這時候有一個consumer線程consumer1調(diào)用了this.wait()，此時consumer1線程釋放鎖，當(dāng)前線程的執(zhí)行流程暫停在了this.wait()這里。 produce線程做了一次push操作，然后喚醒了consumer2線程，consumer2執(zhí)行了remove操作之后，調(diào)用了this.norify()，此時把consumer1線程喚醒，consumer1接著上次的位置繼續(xù)執(zhí)行，執(zhí)行l(wèi)ist.remove()操作，由于此時list里面為空，所以拋IndexOutOfBoundsException異常。
怎么解決這個問題呢？想要解決這個問題，只需要把if判斷，改成while循環(huán)即可。
package entity;
import java.util.ArrayList;
import java.util.List;
public class MyStack {
private List list = new ArrayList();
synchronized public void push() {
try {
/**修改這里為while循環(huán)*/
while (list.size() == 1) {
this.wait();
}
list.add("anyString=" + Math.random());
this.notify();
System.out.println("push=" + list.size());
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
}
synchronized public String pop() {
String returnValue = "";
try {
/**修改這里為while循環(huán)*/
while (list.size() == 0) {
this.wait();
}
returnValue = "" + list.get(0);
System.out.println("pop操作中的："
+ Thread.currentThread().getName() + " 線程呈wait狀態(tài)");
list.remove(0);
this.notify();
System.out.println("pop=" + list.size());
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
return returnValue;
}
}
但是這種情況下。異常問題解決了，又會迎來假死的情況，下面來探討假死情況
2.假死情況
假死產(chǎn)生的原因就是所以的線程都執(zhí)行了this.wait()，這種情況也很好理解。例如，程序運行，consumer1線程剛調(diào)用了this.wait()方法，produce線程往棧里添加了一個元素，這時候produce執(zhí)行notify操作，喚醒了consumer2，consumer2執(zhí)行了remove之后，調(diào)用notify喚醒的是consumer1，而consumer1接著this.wait()的代碼繼續(xù)執(zhí)行，又進(jìn)入了while循環(huán)，再次調(diào)用了this.wait()，而consumer2也由于外層while循環(huán)，重新調(diào)用pop操作，也進(jìn)入了wait狀態(tài)。此時所有的線程都在wait，整個程序進(jìn)入了假死。
解決這個問題的方法就是把this.notify()改成this.nofify()。 程序運行便不會在出現(xiàn)假死，并且可以正常運行下去：
package entity;
import java.util.ArrayList;
import java.util.List;
public class MyStack {
private List list = new ArrayList();
synchronized public void push() {
try {
/**修改這里為while循環(huán)*/
while (list.size() == 1) {
this.wait();
}
list.add("anyString=" + Math.random());
this.notify();
System.out.println("push=" + list.size());
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
}
synchronized public String pop() {
String returnValue = "";
try {
/**修改這里為while循環(huán)*/
while (list.size() == 0) {
this.wait();
}
returnValue = "" + list.get(0);
System.out.println("pop操作中的："
+ Thread.currentThread().getName() + " 線程呈wait狀態(tài)");
list.remove(0);
this.notifyAll();
System.out.println("pop=" + list.size());
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
return returnValue;
}
}
