【Java并发编程】synchronized（二）：通信 --一个容器问题

要求：

1. 实现一个容器，提供两个方法，add，size
2. 写两个线程，线程1添加10个元素到容器中，线程2实现监控元素的个数，当个数到5个时，线程2给出提示并结束

1.方案一：volatile

public class MyContainer<T> {
	// 复用 ArrayList
	// 注：这里使用 volatile 保证两个线程都能感知到修改
    volatile List<T> list = new ArrayList<>();
	
	// 使用 List#add
    void add(T t){
       list.add(t);
    }

	// 使用 List#size
    int size(){
        return list.size();
    }

    public static void main(String[] args) {
        MyContainer<Integer> myContainer = new MyContainer<>();
        
        // thead1 负责向容器add
        new Thread(()->{
            for(int i=1;i<=10;i++){
                System.out.println(i);
                myContainer.add(i);
                try {
                    TimeUnit.SECONDS.sleep(1);
                } catch (InterruptedException e) {
                    e.printStackTrace();
                }
            }
        }).start();
        
        // thread2 监听容器变化
        new Thread(()->{
            while (true){
                if(myContainer.size() == 5){
                    System.out.println("!!!");
                    break;
                }
            }

        }).start();

    }
}

给 lists 添加 volatile之后，t2 能够接到通知，但是，t2 线程的死循环很浪费cpu，如果不用死循环，该怎么做呢？

2.方案二：wait/notify

这里使用 wait 和 notify 做到，wait 会释放锁，而 notify 不会释放锁。

注意：

1. 运用这种方法，必须要保证 t2 先执行，也就是首先让 t2 监听才可以
2. notify 之后，t1 必须释放锁（wait），t2 退出后，也必须 notify，通知 t1 继续执行。整个通信过程比较繁琐

public class MyContainer02<T> {

   volatile List<T> list = new ArrayList<>();
   void add(T t){
       this.list.add(t);
   }
   int size(){
       return list.size();
   }

    public static void main(String[] args) {
        MyContainer02<Integer> container02 = new MyContainer02<>();
        // thread2（监听线程）先启动
        new Thread(()->{
            try {
                synchronized (container02){
                    if (container02.size() != 5){
                    	// 释放锁，休眠
                        container02.wait();
                    }

                    System.out.println("!!!!!!");
                    container02.notify();
                }
            }catch (InterruptedException e) {
                e.printStackTrace();
            }
        }).start();
		
		// thread1（add线程）再启动
        new Thread(()->{
            synchronized (container02){
            	// 向容器 add
                for(int i=0;i<10;i++){
                    container02.list.add(i);
                    System.out.println(i);
                    try {
                        TimeUnit.SECONDS.sleep(1);
                    } catch (InterruptedException e) {
                        e.printStackTrace();
                    }
					// 待放了 5 个时，
                    if(i == 4){
                    	// notify 监听线程
                        container02.notify();
                        try {
                        	// 自己进入休眠
                            container02.wait();
                        } catch (InterruptedException e) {
                            e.printStackTrace();
                        }
                    }
                }
            }
        }).start();

    }

}

3.方案三：countDownLatch

使用 Latch（门闩）替代 wait notify 来进行通知，好处是通信方式简单，同时也可以指定等待时间。使用 await 和 countdown 方法替代 wait 和 notify，CountDownLatch 不涉及锁定，当 count 的值为零时当前线程继续运行。

PS：当不涉及同步，只是涉及线程通信的时候，用 synchronized + wait/notify 就显得太重了；这时应该考虑countdownlatch/cyclicbarrier/semaphore

public class MyContainer03<T> {

    volatile List<T> list = new ArrayList<>();
    void add(T t){
        this.list.add(t);
    }
    int size(){
        return list.size();
    }

    public static void main(String[] args) {

        MyContainer03<Integer> container03 = new MyContainer03<>();
        // 初始化 CountDownLatch 为 1
        CountDownLatch countDownLatch = new CountDownLatch(1);

		// thread1（监听线程）
        new Thread(()->{
            try {
            	// await() 阻塞等待 countdownLatch 减为 0
                countDownLatch.await();
            } catch (InterruptedException e) {
                e.printStackTrace();
            }
            System.out.println("!!!");
        }).start();
		
		// thread2（add线程）
        new Thread(()->{
            for(int i=0;i<10;i++){
                container03.add(i);
                System.out.println(i);
                try {
                    TimeUnit.SECONDS.sleep(1);
                } catch (InterruptedException e) {
                    e.printStackTrace();
                }
                // 当放了 5 个时
                if(container03.size() == 5){
                	// 将 countDownLatch--（为0，此时t1被唤醒）
                    countDownLatch.countDown();
                    try {
                        TimeUnit.SECONDS.sleep(1);
                    } catch (InterruptedException e) {
                        e.printStackTrace();
                    }
                }
            }
        }).start();
    }
}