生产者消费者问题(2) – Java手动实现semaphore和PV系统？
既然要解决生产者消费者问题，那第一步自然就是想到PV操作，但是发现Java并没有semaphore这一套系统，虽然麻烦了点，但是还是试图自己去实现看看。
于是我首先像模像样定义了一个semaphore。
public class Semaphore { private int s; public Semaphore(int s) { this.s = s; } public int getS() { return s; } public void setS(int s) { this.s = s; } } 接下来实现一个PV系统。
importjava.util.Queue; public class PVSystem { private Launcherlauncher; public PVSystem(Launcherlauncher) { this.launcher = launcher; } public synchronizedvoid p(Semaphoresem) { sem.setS(sem.getS()-1); if (sem.getS() < 0) { try { launcher.threadQueue.offer(Thread.currentThread()); Thread.currentThread().wait(); } catch (InterruptedException e) { e.printStackTrace(); } } } public synchronizedvoid v(Semaphoresem) { System.out.println(Thread.currentThread().getName()); sem.setS(sem.getS() + 1); if (sem.getS() <= 0) { launcher.threadQueue.poll().notify(); } } } 生产者和消费者线程直接调用PV操作
public class Producer extends Thread{ private Launcherlauncher; public Producer(Launcherlauncher) { this.launcher = launcher; } @Override public void run() { PVSystempv = new PVSystem(launcher); while (true) { pv.p(Launcher.empty); pv.p(Launcher.mutex); System.out.println(this.getName() + ":" + launcher.size + " -> " + (++launcher.size)); try { Thread.sleep(500); } catch (InterruptedException e) { e.printStackTrace(); } pv.v(Launcher.mutex); pv.v(Launcher.full); } } } 消费者线程
public class Consumer extends Thread { private Launcherlauncher; public Consumer(Launcherlauncher) { this.launcher = launcher; } @Override public void run() { PVSystempv = new PVSystem(launcher); while (true) { pv.p(Launcher.full); pv.p(Launcher.mutex); System.out.println(this.getName() + ":" + launcher.size + "->" + (--launcher.size)); try { Thread.sleep(500); } catch (InterruptedException e) { e.printStackTrace(); } pv.v(Launcher.mutex); pv.v(Launcher.empty); } } } 然后在main函数里面启动，并且设置一个线程队列。
importjava.util.LinkedList; importjava.util.Queue; public class Launcher { public int size = 0; public static Semaphorefull = new Semaphore(0); public static Semaphoreempty = new Semaphore(10); public static Semaphoremutex = new Semaphore(1); public Queue<Thread> threadQueue = new LinkedList<>(); public static void main(String[] args) { Launcherlauncher = new Launcher(); for (int i = 0; i < 1; i++) { Producerproducer = new Producer(launcher); producer.setName("Producer " + i); producer.start(); Consumerconsumer = new Consumer(launcher); consumer.setName("Consumer " + i); consumer.start(); } } } 本以为大功告成，没想到马上就gg了。那么问题出在哪呢？再次查文档发现，问题出来我对synchronized关键字以及wait和notify函数的理解上。
- 误以为object.wait()跟object.notify()是使调用该object的线程阻塞跟唤醒
- p跟v函数的synchronized是没有发挥作用的，因为new了两个PVSystem对象。但是本意也不是同步，只是想实现PV操作，但是wait跟notify必须在synchronized修饰的方法里执行。
- 报错illeageMonitorState。调用object.notify()的线程必须已经获得了该object的monitor，但是我调用thread.notify()显然是没有获得thread的monitor的。因为在synchronized方法里肯定已经获得了this的monitor，所以直接调用notify()不会报错，相当于调用this.notify()。
至此明白了，作为面向对象的Java语言，所有的一切都是面向对象的，也就是说，是封装了底层的互斥实现过程，直接对对象进行操作，而不让你自己操作线程来实现互斥。下面的这种方式才是正确的用法，用同步关键字修饰的obj自带互斥锁。如果是修饰方法，相当于synchronized(this)。
synchronized (obj) { while (condition) { obj.wait(); } // do something obj.notify(); } - wait是阻塞已经获得synchronized的monitor（相当于lock）的线程，并且释放monitor。
- notify是唤醒**某一个**申请monitor的线程，但是不释放monitor。
也就是说，调用obj.notify()之后，唤醒线程，但是不释放monitor，被唤醒的线程可能因为拿不到锁又阻塞了。不过当synchronized修饰的代码块执行完毕后，monitor会自动释放。
搞明白以后，于是有了下面的修改。
正文到此结束
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