Java线程并发同步问题

孙海峰VIP 2017-04-23 09:46:57

楼主最近在学JAVA多线程相关部分知识，遇到如下题目：
使用 wait notify 实现一个队列，队列有2个方法，add 和 get 。add方法往队列中添加元素，get方法往队列中获得元素。队列必须是线程安全的。如果get执行时，队列为空，线程必须阻塞等待，直到有队列有数据。如果add时，队列已经满，则add线程要等待，直到队列有空闲空间。

实现这么一个队列，并写一个测试代码，使他工作在多线程的环境下，证明，它的工作是正确的。给出程序和运行的截图。

下列代码单线程运行时正常，但在多线程执行下数据会混乱。

static ArrayQueue _queue = new ArrayQueue(10);

	// static Object[] _queue = new Object[100];

	static int index = 0;



	@Test

	public void test02() throws Exception {

		// 使用 wait notify 实现一个队列，队列有2个方法，add 和 get

		// 。add方法往队列中添加元素，get方法往队列中获得元素。队列必须是线程安全的。

		// 如果get执行时，队列为空，线程必须阻塞等待，直到有队列有数据。如果add时，队列已经满，

		// 则add线程要等待，直到队列有空闲空间。

		//实现这么一个队列，并写一个测试代码，使他工作在多线程的环境下，证明，它的工作是正确的。给出程序和运行的截图。

		Thread a1 = new Thread(new addThread(),"AddThread-1");

		Thread a2 = new Thread(new addThread(),"AddThread-2");

		Thread a3 = new Thread(new addThread(),"AddThread-3");

		a1.start();

		a2.start();

		a3.start();

		Thread g1 = new Thread(new getThread(), "GetThread-1");

		Thread g2 = new Thread(new getThread(), "GetThread-2");

		Thread g3 = new Thread(new getThread(), "GetThread-3");

		g1.start();

		g2.start();

		g3.start();

		a1.join();

		a2.join();

		a3.join();



		g1.join();

		g2.join();

		g3.join();

	}



	static class ArrayQueue {

		private Object[] _queue = new Object[10];

		private int index = 0;

		private int num = 0;

		

		public ArrayQueue(int length) {

			_queue = new Object[length];

		}



		public synchronized void add() {

				_queue[index] = "Content-" + num++;

				System.out.println("生产者：" + _queue[index]);

				index++;

				if (index > 0 && index < _queue.length) {

					notify(); //唤醒消费

				}

				if (index == _queue.length) {

					try {

						wait(); //等待消费

					} catch (InterruptedException e) {

						e.printStackTrace();

					}

				}

		}



		public synchronized void get() {

				Object rs = _queue[0]; //消费队列中第一个元素

				System.out.println("消费者:" + rs);

				Object[] temp = new Object[_queue.length];

				System.arraycopy(_queue, 1, temp, 0, _queue.length - 1); //向前移动队列

				_queue = temp;

				index--;

				if (index == 0) {

					try {

						wait(); // 等待生产

					} catch (InterruptedException e) {

						e.printStackTrace();

					}

				}

				if (index == _queue.length - 1) {

					notify(); //唤醒生产

				}

		}



	}



	class addThread implements Runnable {

//		public addThread(String name) {

//			super(name);

//		}

		@Override

		public void run() {

			while (true) {

				_queue.add();

			}

		}

	}



	class getThread implements Runnable {

//		public getThread(String name) {

//			super(name);

//		}



		@Override

		public void run() {

			while (true) {

				_queue.get();

			}

		}

	}

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苍茫行者 2017-04-25

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三个地方要修改： 1.将调用wait方法的if改为while，应该当对应线程被唤醒后，如果还是不能生产或消费，应该再次等待 2.将notify改为notifyAll，有多个生产者与消费者，如果是notify可能恰好只唤醒消费者（反过来也一样） 3.我修改了代码，你看看第三个改了哪里

public class App 
{
    static ArrayQueue _queue = new ArrayQueue(10);
    // static Object[] _queue = new Object[100];
    static int index = 0;
    public static void main(String[] args) throws InterruptedException {
        // 使用 wait notify 实现一个队列，队列有2个方法，add 和 get
        // 。add方法往队列中添加元素，get方法往队列中获得元素。队列必须是线程安全的。
        // 如果get执行时，队列为空，线程必须阻塞等待，直到有队列有数据。如果add时，队列已经满，
        // 则add线程要等待，直到队列有空闲空间。
        //实现这么一个队列，并写一个测试代码，使他工作在多线程的环境下，证明，它的工作是正确的。给出程序和运行的截图。
        Thread a1 = new Thread(new addThread(),"AddThread-1");
        Thread a2 = new Thread(new addThread(),"AddThread-2");
        Thread a3 = new Thread(new addThread(),"AddThread-3");
        a1.start();
        a2.start();
        a3.start();
        Thread g1 = new Thread(new getThread(), "GetThread-1");
        Thread g2 = new Thread(new getThread(), "GetThread-2");
        Thread g3 = new Thread(new getThread(), "GetThread-3");
        g1.start();
        g2.start();
        g3.start();
        a1.join();
        a2.join();
        a3.join();

        g1.join();
        g2.join();
        g3.join();
    }


    static class ArrayQueue {
        private Object[] _queue = new Object[10];
        private int index = 0;
        private int num = 0;

        public ArrayQueue(int length) {
            _queue = new Object[length];
        }

        public synchronized void add() {
            while (index == _queue.length) {
                try {
                    wait(); //等待消费
                } catch (InterruptedException e) {
                    e.printStackTrace();
                }
            }
            _queue[index] = "Content-" + num++;
            System.out.println("生产者：" + _queue[index]);
            index++;
                notifyAll(); //唤醒消费

        }

        public synchronized void get() {

            while (index == 0) {
                try {
                    wait(); // 等待生产
                } catch (InterruptedException e) {
                    e.printStackTrace();
                }
            }
            Object rs = _queue[0]; //消费队列中第一个元素
            System.out.println("消费者:" + rs);
            Object[] temp = new Object[_queue.length];
            System.arraycopy(_queue, 1, temp, 0, _queue.length - 1); //向前移动队列
            _queue = temp;
            index--;
            //唤醒生产
            notifyAll();

        }

    }

    static class addThread implements Runnable {
        //		public addThread(String name) {
//			super(name);
//		}
        @Override
        public void run() {
            while (true) {
                _queue.add();
            }
        }
    }

    static class getThread implements Runnable {
//		public getThread(String name) {
//			super(name);
//		}

        @Override
        public void run() {
            while (true) {
                _queue.get();
            }
        }
    }
}

烦死，一大早就来看代码，你也试着看看

孙海峰VIP 2017-04-25

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已经调试好了，最终的修改比较大，我将元素操作的过程移到线程中去做了。以下是我修改后的代码并记了博客http://blog.csdn.net/shf4715/article/details/70624743

孙海峰VIP 2017-04-23

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static ArrayQueue _queue = new ArrayQueue(10); // static Object[] _queue = new Object[100]; static int index = 0; @Test public void test02() throws Exception { // 使用 wait notify 实现一个队列，队列有2个方法，add 和 get // 。add方法往队列中添加元素，get方法往队列中获得元素。队列必须是线程安全的。 // 如果get执行时，队列为空，线程必须阻塞等待，直到有队列有数据。如果add时，队列已经满， // 则add线程要等待，直到队列有空闲空间。 //实现这么一个队列，并写一个测试代码，使他工作在多线程的环境下，证明，它的工作是正确的。给出程序和运行的截图。 Thread a1 = new Thread(new addThread(),"AddThread-1"); Thread a2 = new Thread(new addThread(),"AddThread-2"); Thread a3 = new Thread(new addThread(),"AddThread-3"); a1.start(); a2.start(); a3.start(); Thread g1 = new Thread(new getThread(), "GetThread-1"); Thread g2 = new Thread(new getThread(), "GetThread-2"); Thread g3 = new Thread(new getThread(), "GetThread-3"); g1.start(); g2.start(); g3.start(); a1.join(); a2.join(); a3.join(); g1.join(); g2.join(); g3.join(); } static class ArrayQueue { private Object[] _queue = new Object[10]; private int index = 0; private int num = 0; public ArrayQueue(int length) { _queue = new Object[length]; } public synchronized void add() { _queue[index] = "Content-" + num++; System.out.println("生产者：" + _queue[index]); index++; if (index > 0 && index < _queue.length) { notify(); //唤醒消费 } if (index == _queue.length) { try { wait(); //等待消费 } catch (InterruptedException e) { e.printStackTrace(); } } } public synchronized void get() { Object rs = _queue[0]; //消费队列中第一个元素 System.out.println("消费者:" + rs); Object[] temp = new Object[_queue.length]; System.arraycopy(_queue, 1, temp, 0, _queue.length - 1); //向前移动队列 _queue = temp; index--; if (index == 0) { try { wait(); // 等待生产 } catch (InterruptedException e) { e.printStackTrace(); } } if (index == _queue.length - 1) { notify(); //唤醒生产 } } } class addThread implements Runnable { // public addThread(String name) { // super(name); // } @Override public void run() { while (true) { _queue.add(); } } } class getThread implements Runnable { // public getThread(String name) { // super(name); // } @Override public void run() { while (true) { _queue.get(); } } }

孙海峰VIP 2017-04-23