多线程程序设计学习（5）balking模式和timed模式

Balking【返回模式】timed【超时模式】
一:balking pattern的参与者
--->GuardedObject(被警戒的对象)

--->该模式的角色：模拟修改警戒对象的线程，当警戒条件达到执行具体操作的线程，参与者（被警戒的参与者）
       

二：balking pattern模式什么时候使用
--->不需要刻意去执行什么操作的时候（比如说自动保存）
--->不想等待警戒条件成立时。（不让线程休息）
--->警戒条件只有第一次成立时候。
   

三：balking pattern思考
--->balking pattern (返回模式)和Guarded suspension pattern(等待唤醒模式)的中间
        3.1Guarded suspension当警戒条件不成立时，会等待，直到成立，并被唤醒。
        3.2balking 当警戒条件不成立，退出。
        3.3两种极端的处理方式之间还有一种折衷的做法。在条件成立为止之前，等待一段时间，看看条件是否成立，如果不成立，则balk。这种方式称之为guarded timed 或简单称之为timeOut
---->线程类中的各个唤醒方法
        3.1:当notify方法执行时==>如果wait set里有多条线程，只有一条被唤醒
        3.2:当notifyAll方法执行时==>wait set里有多少条线程都被唤醒。
        3.3:interrupt方法执行时==>wait set里的线程会（与调用notify,notifyAll一样）重新尝试获取锁定。
                                                       ==> notify,notifyAll是对实例调用的，而interrupt是对线程调用的。关于中断，后续会提到。
        3.4:发生timeout时，由于wait（超时时间），和被notify或notifyAll唤醒重新尝试获取锁定，分不清楚，所以timeout需要程序员自己写。

---->sleep和wait的区别有：
  1，这两个方法来自不同的类分别是Thread和Object
  2，最主要是sleep方法没有释放锁，而wait方法释放了锁，使得其他线程可以使用同步控制块或者方法。
  3，wait，notify和notifyAll只能在同步控制方法或者同步控制块里面使用，而sleep可以在
    任何地方使用
   synchronized(x){
      x.notify()
     //或者wait()
   }
   4,sleep必须捕获异常，而wait，notify和notifyAll不需要捕获异常
   5.wait被唤醒后，重新获取锁，从阻塞的代码处继续往下执行。和sleep一样。

Balking【返回模式】案例：模拟自动保存文件，当文件没有更改时，每隔一秒的自动保存数据，真正保存操作不执行。如果有修改，则执行真正保存操作。

数据类

package com.yeepay.sxf.thread4;

import java.io.File;
import java.io.FileOutputStream;
import java.io.IOException;

/**
 * 数据类。
 * @author sxf
 *
 */
public class Data {
    //文件名
    private String fileName;
    //文件内容
    private String content;
    //表示是否被修改过
    private boolean flag;
    //构造器
    public Data(String fileName, String content) {
        super();
        this.fileName = fileName;
        this.content = content;
        this.flag=true;
        File file =new File(fileName);
        try {
            file.createNewFile();
            FileOutputStream iFileOutputStream=new FileOutputStream(file);
            iFileOutputStream.write(content.getBytes());
        } catch (IOException e) {
            // TODO Auto-generated catch block
            e.printStackTrace();
        }
    }
    //修改内容
    public synchronized void channgeContent(String newContent){
        this.content=newContent ;
        flag=true;
    }
    
    //把新的数据写入文件
    private void save() throws IOException{
        System.out.println("Data.save()"+Thread.currentThread().getName()+"执行写入操作，写入的内容为："+content);
        FileOutputStream fileWriter=new FileOutputStream(new File(fileName));
        fileWriter.write(content.getBytes());
    }
    
    //保存内容
    public synchronized void saveNewContent(){
        if(!flag){
            System.out.println("Data.saveNewContent(试图新保存，但没有更改)");
            return;
        }
        try {
            save();
            System.out.println("Data.saveNewContent(新内容保存成功)");
            flag=false;
        } catch (IOException e) {
            e.printStackTrace();
        }
    }
}

模拟修改数据的线程

package com.yeepay.sxf.thread4;
/**
 * 模拟自动修改线程
 * @author sxf
 *
 */
public class ChangeThread implements Runnable{
    private Data data;

    public ChangeThread(Data data) {
        super();
        this.data = data;
    }

    @Override
    public void run() {
        for(int i=0;i<20;i++){
            //修改内容
            System.out.println("ChangeThread.run()"+Thread.currentThread().getName()+"第"+i+"次修改");
            data.channgeContent("新内容"+i);
            //线程休息10秒
            try {
                Thread.sleep(10000L);
            } catch (InterruptedException e) {
                // TODO Auto-generated catch block
                e.printStackTrace();
            }
        }
    }

    
}

模拟自动保存的线程

package com.yeepay.sxf.thread4;
/**
 * 自动保存的线程
 * @author sxf
 *
 */
public class ZiDongSaveThread implements Runnable{
    private Data data;

    
    public ZiDongSaveThread(Data data){
        this.data=data;
    }
    @Override
    public void run() {
        while(true){
            //保存数据
            data.saveNewContent();
            //线程休息1秒，意味着每隔一妙钟自动保存一次文件
            try {
                Thread.sleep(1000L);
            } catch (InterruptedException e) {
                // TODO Auto-generated catch block
                e.printStackTrace();
            }
        }
        
    }
    
}

测试类

package com.yeepay.sxf.thread4;
/**
 * 测试类
 * @author sxf
 *
 */
public class Test {
    
    
public static void main(String[] args) {
    //声明内容
    Data data=new Data("/usr/war/hsl.txt", "老黄买了新手机");
    //声明自动保存线程
    Thread saveThread=new Thread(new ZiDongSaveThread(data));
    saveThread.setName("自动保存线程");
    //声明模拟修改线程
    Thread chaThread=new Thread(new ChangeThread(data));
    chaThread.setName("模拟修改线程");
    
    //启动线程
    saveThread.start();
    chaThread.start();
    
    
}
}

 打印结果

Data.save()自动保存线程执行写入操作，写入的内容为：老黄买了新手机
Data.saveNewContent(新内容保存成功)
ChangeThread.run()模拟修改线程第0次修改
Data.save()自动保存线程执行写入操作，写入的内容为：新内容0
Data.saveNewContent(新内容保存成功)
Data.saveNewContent(试图新保存，但没有更改)
Data.saveNewContent(试图新保存，但没有更改)
Data.saveNewContent(试图新保存，但没有更改)
Data.saveNewContent(试图新保存，但没有更改)
Data.saveNewContent(试图新保存，但没有更改)
Data.saveNewContent(试图新保存，但没有更改)
Data.saveNewContent(试图新保存，但没有更改)
Data.saveNewContent(试图新保存，但没有更改)
Data.saveNewContent(试图新保存，但没有更改)
ChangeThread.run()模拟修改线程第1次修改
Data.save()自动保存线程执行写入操作，写入的内容为：新内容1
Data.saveNewContent(新内容保存成功)
Data.saveNewContent(试图新保存，但没有更改)
Data.saveNewContent(试图新保存，但没有更改)
Data.saveNewContent(试图新保存，但没有更改)
Data.saveNewContent(试图新保存，但没有更改)

timed【超时模式】案例：一个线程提供下载数据，另一个线程执行下载，如果有5秒钟以上，提供下载的线程没有提供数据，下载线程因超时异常，停止下载线程运行。

超时异常类

package com.yeepay.sxf.thread4;
/**
 * 超时异常类
 * @author sxf
 *
 */
public class TimeOutException extends InterruptedException {

    public TimeOutException(String msg){
        super(msg);
    }
}

下载数据的数据类

package com.yeepay.sxf.thread4;
/**
 * 下载数据类
 * @author sxf
 *
 */
public class FileData {
    //提供下载的数据
    private String data;
    //有数据可下载
    private boolean flag;
    //超时时间
    private long timeout;
    
    //构造器
    public FileData(String data, boolean flag, long timeout) {
        super();
        this.data = data;
        this.flag = flag;
        this.timeout = timeout;
    }
    
    
    //修改状态，唤醒其他所有线程
    public synchronized void  changeStatus(String data){
        this.data=data;
        flag=true;
        notify();
    }
    
    //下载操作。如果等timeout/1000秒钟，没有数据供下载，就报超时异常，终止下载
    public synchronized void execu() throws InterruptedException{
        //开始执行的时间
        long start=System.currentTimeMillis();
        int i=0;
        System.out.println("FileData.execu(开始时间1)");
        while (!flag) {
            //现在的时间
            long now=System.currentTimeMillis();
            long reset=timeout-(now-start);
            if(reset<=0){
                throw new TimeOutException("已经等候"+timeout+"时间了还没有数据可供下载，超时");
            }
            //如果没有超时，就让下载线程进入wait set,设置超时时间。被唤醒，继续从这里开始执行。
            wait(reset);
        }
        //真正的下载操作
        download();
    }
    
    
    //真正的下载操作
    private void download(){
        System.out.println("顺利下载数据==>："+data);
        //下载完之后，将下载状态改为不可下载，等待放入新数据供下载
        this.flag=false;
    }
    
    public String getData() {
        return data;
    }
    public void setData(String data) {
        this.data = data;
    }
    public boolean isFlag() {
        return flag;
    }
    public void setFlag(boolean flag) {
        this.flag = flag;
    }
    
    
    
    public long getTimeout() {
        return timeout;
    }
    public void setTimeout(long timeout) {
        this.timeout = timeout;
    }
}

提供数据供下载的线程类

package com.yeepay.sxf.thread4;
/**
 *制造数据线程
 * @author sxf
 *
 */
public class GiveDataThread implements Runnable {
    //公共数据
    private FileData fileData;
    
    //构造器
    public GiveDataThread(FileData fileData) {
        super();
        this.fileData = fileData;
    }



    @Override
    public void run() {
            //制造数据线程，造100个数据
            for (int i = 0; i <10; i++) {
                fileData.changeStatus("制造数据"+i);
                System.out.println("【制造线程制造数据】==》制造数据"+i);
                try {
                    Thread.sleep(1000);
                } catch (InterruptedException e) {
                    // TODO Auto-generated catch block
                    e.printStackTrace();
                }
                
        }
        
    }

    
}

下载数据的线程类

package com.yeepay.sxf.thread4;
/**
 * 下载线程
 * @author sxf
 *
 */
public class DownLoadThread implements Runnable {
    private FileData fileData;
    private boolean flag=true;
    //构造器
    public DownLoadThread(FileData fileData) {
        super();
        this.fileData = fileData;
    }

    @Override
    public void run() {
        //开始下载线程
        System.out.println("DownLoadThread.run(下载线程开始");
        //根据标识
        while(flag){
            //进行下载
            try {
                fileData.execu();
            } catch (TimeOutException e) {
                e.printStackTrace();
                flag=false;
            }catch (InterruptedException e) {
                // TODO: handle exception
                System.out.println("DownLoadThread.run(非超时异常)");
            }
        }
        
        System.out.println("DownLoadThread.run(下载线程因为超时，而执行完毕)");
    }
    
    
    
    

}

测试类

package com.yeepay.sxf.thread4;
/**
 * 测试超时模式
 * @author sxf
 *
 */
public class Test2 {
    
    
    public static void main(String[] args) {
        //声明数据类
        FileData data=new FileData("sxf",true,5000);
        //声明生产数据的线程
        Thread giveThread=new Thread(new GiveDataThread(data));
        //声明下载数据的线程
        Thread downThread=new Thread(new DownLoadThread(data));
        
        //启动线程
        giveThread.start();
        downThread.start();
    }
}

打印结果

【制造线程制造数据】==》制造数据0
DownLoadThread.run(下载线程开始
FileData.execu(开始时间1)
顺利下载数据==>：制造数据0
FileData.execu(开始时间1)
【制造线程制造数据】==》制造数据1
顺利下载数据==>：制造数据1
FileData.execu(开始时间1)
【制造线程制造数据】==》制造数据2
顺利下载数据==>：制造数据2
FileData.execu(开始时间1)
【制造线程制造数据】==》制造数据3
顺利下载数据==>：制造数据3
FileData.execu(开始时间1)
【制造线程制造数据】==》制造数据4
顺利下载数据==>：制造数据4
FileData.execu(开始时间1)
【制造线程制造数据】==》制造数据5
顺利下载数据==>：制造数据5
FileData.execu(开始时间1)
【制造线程制造数据】==》制造数据6
顺利下载数据==>：制造数据6
FileData.execu(开始时间1)
【制造线程制造数据】==》制造数据7
顺利下载数据==>：制造数据7
FileData.execu(开始时间1)
【制造线程制造数据】==》制造数据8
顺利下载数据==>：制造数据8
FileData.execu(开始时间1)
【制造线程制造数据】==》制造数据9
顺利下载数据==>：制造数据9
FileData.execu(开始时间1)
DownLoadThread.run(下载线程因为超时，而执行完毕)
com.yeepay.sxf.thread4.TimeOutException: 已经等候5000时间了还没有数据可供下载，超时
    at com.yeepay.sxf.thread4.FileData.execu(FileData.java:42)
    at com.yeepay.sxf.thread4.DownLoadThread.run(DownLoadThread.java:24)
    at java.lang.Thread.run(Thread.java:662)