Java 多线程(Thread) 同步(synchronized) 以及 wait, notify 相关 [实例介绍]

场景描述

有一家很大的商场，在某市有几个商品配送中心，并有几家分店，这家商场经营很多的商品，平时运营情况是这样的:

根据各分店的商品销售情况，给分店配送相应需求量的商品；并上架到分店指让的位置，供客户选购。

客户选择自己需要的商品，然后到收银台交钱打包;

然后到一天的某个时候分店管理员(经理等)，开始统计当前的销售情况，并计划向商品配送中心订购各商品的配送量；

场景模拟

1. 商场类;

public class StoreMart {
    //商场这一天剩余的商品量
    private static Map<String, Integer> goodsMap = new HashMap<String, Integer>();
    private static Map<String, Integer> priceMap = new HashMap<String, Integer>();
    
    static {
        goodsMap.put("ap", 1000);
        goodsMap.put("bp", 500);
        goodsMap.put("cp", 2000);
        
        priceMap.put("ap", 20);
        priceMap.put("bp", 50);
        priceMap.put("cp", 30);
        //...
    }
    
    //选择商品
    //pn 商品名称
    //num 选购数量
    public synchronized void selGoods(String name,String pn, int num) {
        int total = getNum(pn);
        int remain = total - num;
        goodsMap.put(pn, remain);
        
        //保存用户购物车信息
    }
    
    //新增商品数据
    public synchronized void putGoods(String pn, int num) {
        int total = getNum(pn);
        total = total + num;
        goodsMap.put(pn, total);
    }
    
    public static int getNum(String pn) {
        int num = 0;
        
        if (goodsMap.containsKey(pn)) {
            num = goodsMap.get(pn);
        }
        
        return num;
    }
    
    //结算
    public void settleGoods(Map<String, Integer> goods) {
        //....
    }
}

用户购物类:

public class UserShop implements Runnable {
    private static StoreMart sm = new StoreMart();
    private final String name;
    private final Map<String, Integer> sgoods = new HashMap<String, Integer>();
    
    public UserShop(String name) {
        this.name = name;
    }
    
    public void add(String pn, int num) {
        sgoods.put(pn, num);
    }
    
    public void run() {
        for(Map.Entry<String, Integer> entry:sgoods.entrySet()){
            sm.selGoods(entry.getKey(), entry.getValue());
        
            try {
                Thread.sleep(1000);
            } catch (InterruptedException e) {
                // TODO Auto-generated catch block
                e.printStackTrace();
            }
        }
        sm.settleGoods(sgoods);
        System.out.println(this.name + " 购物完毕! ");
    }
    
    public static void main(String[] args) {
        UserShop u1 = new UserShop("NameA");
        u1.add("ap",1);
        u1.add("bp",2);
        Thread t1 = new Thread(u1);
        
        
        UserShop u2 = new UserShop("NameB");
        u1.add("ap",4);
        u1.add("bp",5);
        Thread t2 = new Thread(u2);
        
        t1.start();
        t2.start();
    }
}

以上摸拟的是商品数量都充足的情况；

摸拟了两个客户 各购买了 不同数量的商品 ap, bp;

但是如果万一用户多了起来，如果有几个客户一下子要选购同一个商品很多的量；就会出问题了;

使用 wait(), notify()

修改 下 StoreMart 类:

//选择商品
//pn 商品名称
//num 选购数量
public synchronized void selGoods(String name,String pn, int num) {
    int total = getNum(pn);
    while (total < num) {
        System.out.println(pn + "商品量不够");
        this.wait();
    }
    int remain = total - num;
    goodsMap.put(pn, total);
        
    //保存用户购物车信息
}
    
//新增商品数据
public synchronized void putGoods(String pn, int num) {
    int total = getNum(pn);
    total = total + num;
    goodsMap.put(pn, total);
    this.notify();
}

在UserShop 的 run 方法里，添加商品不足补货的语句:

public void run() {
    for(Map.Entry<String, Integer> entry:sgoods.entrySet()){
        sm.selGoods(entry.getKey(), entry.getValue());
        
        try {
                Thread.sleep(1000);
            } catch (InterruptedException e) {
                // TODO Auto-generated catch block
                e.printStackTrace();
            }
        }
        
        //发现商品不够了
        sm.putGoods("ap", 100);
        sm.putGoods("bp", 200);
        System.out.println(this.name + " 购物完毕! ");
}

这样 当商场里的 某商品量不足时，NameA 或 NameB 就得处于等待状态，就是要wait() 到等待集合，等待被 notify() 换醒；

synchronized, wait, notify说明

1. wait;

1>. 用于 当本 线程不能成立时，放弃当前占用的锁；

2>. wait 必须要在 synchronized 所在的代码块内；

3>. wait 是 Object 的方法;  

4>. 一般要处理 while 循环 体内; 用于重新判断条件是否满足；

2. synchronized 一般结束多线程环境下，用于处理 占用 共享资源的问题；

3. notify 用于 唤醒 wait() 的线程；

wait 与 sleep 的区别

wait 针对的是 当前 synchronized 所在块的机锁:

1>. synchronized 如果 标识一个 普通类，那机锁就为当前 所在对象的 锁;

2>. synchronized 如果 标识一个 静态类，那机锁 就为所在类的类锁；

3>. 如果是 synchronized (obj) ，则 锁 为 obj 对象; 一般这个锁可以定义为 0 长度的 byte 数组，比较经济;

sleep 针的是当前 Thread;

sleep 一般是定时执行的；

wait 是需要竞争的，能否执行，得看本次锁是否分配给了它，本且条件是否满足；

interrupt() 都可以中止 sleep 或 wait 的暂停状态；如果线程 A 要中止 线程 B，则调用 线程B实例的 interrupt() 方法，当 线程B处于 wait(),sleep(),join() 时，就会抛出 InterruptedException 异常，在 catch 块执行 return ,即可正常结束线程；