06.Oracle官方并发教程之Guarded Blocks

多线程之间经常需要协同工作，最常见的方式是使用Guarded Blocks，它循环检查一个条件（通常初始值为true），直到条件发生变化才跳出循环继续执行。在使用Guarded Blocks时有以下几个步骤需要注意：

假设guardedJoy()方法必须要等待另一线程为共享变量joy设值才能继续执行。那么理论上可以用一个简单的条件循环来实现，但在等待过程中guardedJoy方法不停的检查循环条件实际上是一种资源浪费。

public void guardedJoy() {     // Simple loop guard. Wastes     // processor time. Don't do this!     while(!joy) {}     System.out.println("Joy has been achieved!"); } 

更加高效的方法是调用Object.wait将当前线程挂起，直到有另一线程发起事件通知（尽管通知的事件不一定是当前线程等待的事件）。

public synchronized void guardedJoy() {     // This guard only loops once for each special event, which may not     // be the event we're waiting for.     while(!joy) {         try {             wait();         } catch (InterruptedException e) {}     }     System.out.println("Joy and efficiency have been achieved!"); } 

注意：一定要在循环里面调用wait方法，不要想当然的认为线程唤醒后循环条件一定发生了改变。
和其他可以暂停线程执行的方法一样，wait方法会抛出InterruptedException，在上面的例子中，因为我们关心的是joy的值，所以忽略了InterruptedException。为什么guardedJoy是synchronized方法？假设d是用来调用wait的对象，当一个线程调用d.wait，它必须要拥有d的内部锁（否则会抛出异常），获得d的内部锁的最简单方法是在一个synchronized方法里面调用wait。

当一个线程调用wait方法时，它释放锁并挂起。然后另一个线程请求并获得这个锁并调用Object.notifyAll通知所有等待该锁的线程。

public synchronized notifyJoy() {     joy = true;     notifyAll(); } 

当第二个线程释放这个该锁后，第一个线程再次请求该锁，从wait方法返回并继续执行。

注意：还有另外一个通知方法，notify()，它只会唤醒一个线程。但由于它并不允许指定哪一个线程被唤醒，所以一般只在大规模并发应用（即系统有大量相似任务的线程）中使用。因为对于大规模并发应用，我们其实并不关心哪一个线程被唤醒。

现在我们使用Guarded blocks创建一个生产者/消费者应用。这类应用需要在两个线程之间共享数据：生产者生产数据，消费者使用数据。两个线程通过共享对象通信。在这里，线程协同工作的关键是：生产者发布数据之前，消费者不能够去读取数据；消费者没有读取旧数据前，生产者不能发布新数据。

在下面的例子中，数据通过Drop对象共享的一系列文本消息：

public class Drop {private String message;private boolean empty = true;public synchronized String take() {while (empty) {try {wait();} catch (InterruptedException e) {System.out.println(e.getMessage());}}empty = true;notifyAll();return message;}public synchronized void put(String message) {while (!empty) {try {wait();} catch (InterruptedException e) {System.out.println(e.getMessage());}}empty = false;this.message = message;notifyAll();}}

Producer是生产者线程，发送一组消息，字符串DONE表示所有消息都已经发送完成。为了模拟现实情况，生产者线程还会在消息发送时随机的暂停。

public class Producer implements Runnable {private Drop drop;public Producer(Drop drop) {this.drop = drop;}@Overridepublic void run() {String importantInfo[] = { "Mares eat oats", "Does eat oats","Little lambs eat ivy", "A kid will eat ivy too" };Random random = new Random();for (int i = 0; i < importantInfo.length; i++) {drop.put(importantInfo[i]);System.out.format("MESSAGE PUT: %s%n", importantInfo[i]);try {Thread.sleep(random.nextInt(5000));} catch (InterruptedException e) {System.out.println(e.getMessage());}}drop.put("DONE");}}

Consumer是消费者线程，读取消息并打印出来，直到读取到字符串DONE为止。消费者线程在消息读取时也会随机的暂停。

public class Consumer implements Runnable {private Drop drop;public Consumer(Drop drop) {this.drop = drop;}@Overridepublic void run() {Random random = new Random();for (String message = drop.take(); !message.equals("DONE"); message = drop.take()) {System.out.format("MESSAGE RECEIVE: %s%n", message);try {Thread.sleep(random.nextInt(5000));} catch (InterruptedException e) {System.out.println(e.getMessage());}}}}

ProducerConsumerExample是主线程，它启动生产者线程和消费者线程。

public class ProducerConsumerDemo {public static void main(String[] args) {        Drop drop = new Drop();        new Thread(new Producer(drop)).start();        new Thread(new Consumer(drop)).start();}}

注意：Drop类是用来演示Guarded Blocks如何工作的。为了避免重新发明轮子，当你尝试创建自己的共享数据对象时，请查看Java Collections Framework中已有的数据结构。如需更多信息，请参考Questions and Exercises。