java线程同步及通信Demo——传统的线程通信

打开了eclipse发现了前几天找工作时，做的一个面试题（那个题目是英文的，大概意思就是下面这些）：

现在有一个大文件，需要加载进入内存中进行处理，要求如下：

1.内存有限，文件不能一次载入；2.使用多个线程并行处理：使用多线程载入文件，处理的时候要求按序处理。

Ps：题意就是要求多线程程序，然后cpu处理文件的时候要按照文件的本来顺序进行处理，就好像：4个线程把文件分块加载进来后变成  0   2   3   1，然后你处理的时候必须先处理0 ，然后是1 ，然后 是2 和 3 ……就这个意思。  

今天看见了当时的代码 ，最近正好在看并发，就顺便多写了几个demo，下面就接着发上来。

下面这是一个相似的例子：

给定一个数组，通过4个线程向里面写数据，1个线程从其中往外按顺序读数据，4个线程每个线程都维持一个缓存区，各自负责各自的部分，互不干扰。这是通过传统的线程通信实现的（synchronized代码块加上wait和notify）

package com.thread.test;public class ReadAndWrite {static String[] buffer = new String[4];//static Object obj  = new Object();static Object[] obj = {new Object(),new Object(),new Object(),new Object()};static Boolean[] isWritable = {true,true,true,true};public static void main(String[] args){ReadAndWrite raw = new ReadAndWrite();//Write w = raw.new Write();Read r =raw.new Read();for(int i=0 ;i <4 ;i++){new Thread(raw.new Write(i)).start();}new Thread(r).start();}class Write implements Runnable{int index = 0;public Write(int i) {index = i;}@Overridepublic void run() {for(int i = index;i <40 ;i=i+4){synchronized (obj[index]) {while(!isWritable[i%4]){try {obj[index].wait();} catch (InterruptedException e) {// TODO Auto-generated catch blocke.printStackTrace();}}writer(i);isWritable[i%4] = false ;obj[index].notify();}}}}class Read implements Runnable{@Overridepublic void run() {for(int i = 0 ; i<40;i++){synchronized (obj[i%4]) {while(isWritable[i%4]){try {obj[i%4].wait();} catch (InterruptedException e) {// TODO Auto-generated catch blocke.printStackTrace();}}read(i);isWritable[i%4] = true ;obj[i%4].notify();}}}}static void writer(int i){buffer[i%4] = "i ===" +i;System.out.println(Thread.currentThread()+"=="+i);}static void read(int i){System.out.println(buffer[i%4]);}}

输出结果如下：

Thread[Thread-0,5,main]==0Thread[Thread-2,5,main]==2Thread[Thread-3,5,main]==3Thread[Thread-1,5,main]==1i ===0i ===1Thread[Thread-0,5,main]==4Thread[Thread-1,5,main]==5i ===2i ===3i ===4i ===5Thread[Thread-2,5,main]==6Thread[Thread-1,5,main]==9Thread[Thread-0,5,main]==8Thread[Thread-3,5,main]==7i ===6i ===7Thread[Thread-2,5,main]==10Thread[Thread-3,5,main]==11i ===8i ===9Thread[Thread-0,5,main]==12Thread[Thread-1,5,main]==13i ===10i ===11Thread[Thread-2,5,main]==14Thread[Thread-3,5,main]==15i ===12i ===13i ===14Thread[Thread-1,5,main]==17Thread[Thread-0,5,main]==16Thread[Thread-2,5,main]==18i ===15i ===16Thread[Thread-3,5,main]==19Thread[Thread-0,5,main]==20i ===17i ===18Thread[Thread-1,5,main]==21Thread[Thread-2,5,main]==22i ===19i ===20Thread[Thread-3,5,main]==23Thread[Thread-0,5,main]==24i ===21i ===22Thread[Thread-1,5,main]==25Thread[Thread-2,5,main]==26i ===23i ===24Thread[Thread-3,5,main]==27Thread[Thread-0,5,main]==28i ===25i ===26Thread[Thread-1,5,main]==29Thread[Thread-2,5,main]==30i ===27i ===28Thread[Thread-3,5,main]==31Thread[Thread-0,5,main]==32i ===29i ===30Thread[Thread-1,5,main]==33Thread[Thread-2,5,main]==34i ===31i ===32Thread[Thread-3,5,main]==35Thread[Thread-0,5,main]==36i ===33i ===34i ===35i ===36Thread[Thread-2,5,main]==38Thread[Thread-1,5,main]==37Thread[Thread-3,5,main]==39i ===37i ===38i ===39

可以看见：

Thread-0只负责加载了 4的倍数  4N，Thread-1只负责加载了 4N+1， Thread -2 只负责加载了 4N+2， Thread-3只负责加载了 4N+3，

并且这4个写的线程之间毫不影响，他们各自只和那一个读的线程互斥来往。

所以就给了四把锁Object[] ,分别用于各个写线程与唯一的一个读线程互斥。

上面的结果虽然一直都没有出错，不过我总感觉好像synchronized（obj）这里并没有锁住，只是由于这个题目的特性，所以没有发生错误而已……但是我试着用buffer[i%4]代替obj[i%4]……就直接报空指针异常，因为刚开始的数组是空着的……然后我把buffer[]数组直接给初始化了，变成这样：

static String[] buffer = {"","","",""};

而锁的部分依然想使用buffer[i%4],变成这样：

synchronized (buffer[index]) {   //buffer[index]   obj[index]while(!isWritable[i%4]){try {buffer[index].wait();  //buffer[index]   obj[index]} catch (InterruptedException e) {// TODO Auto-generated catch blocke.printStackTrace();}}writer(i);isWritable[i%4] = false ;buffer[index].notify();//buffer[index]   obj[index]}

记得把几处锁变一致了，然后结果就成下面这样了：

Thread[Thread-0,5,main]==0Exception in thread "Thread-0" java.lang.IllegalMonitorStateExceptionat java.lang.Object.notify(Native Method)at com.thread.test.ReadAndWrite$Write.run(ReadAndWrite.java:39)at java.lang.Thread.run(Thread.java:619)Thread[Thread-3,5,main]==3Thread[Thread-1,5,main]==1Thread[Thread-2,5,main]==2Exception in thread "Thread-2" java.lang.IllegalMonitorStateExceptionat java.lang.Object.notify(Native Method)at com.thread.test.ReadAndWrite$Write.run(ReadAndWrite.java:39)at java.lang.Thread.run(Thread.java:619)Exception in thread "Thread-1" java.lang.IllegalMonitorStateExceptionat java.lang.Object.notify(Native Method)at com.thread.test.ReadAndWrite$Write.run(ReadAndWrite.java:39)at java.lang.Thread.run(Thread.java:619)Exception in thread "Thread-3" java.lang.IllegalMonitorStateExceptionat java.lang.Object.notify(Native Method)at com.thread.test.ReadAndWrite$Write.run(ReadAndWrite.java:39)at java.lang.Thread.run(Thread.java:619)

虽然感觉使用obj【】这个锁好像并没有起到锁的作用，只是用来通信而已，但是如果使用buffer【】本身的元素作为所对象的话，就直接报错了……

那么回头看的话 ，就是没有错了。  上面代码实际就是给每个缓存块 都绑定了一个锁obj ，还不了解原因的话 就得查下synchronized的具体用法就可以知道了！