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java中的消息队列
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消息队列是线程间通讯的手段：
import java.util.*
public class MsgQueue{
private Vector queue = null;
public MsgQueue(){
queue = new Vector();
}
public synchronized void send(Object o)
{
queue.addElement(o);
}
public synchronized Object recv()
{
if(queue.size()==0)
return null;
Object o = queue.firstElement();
queue.removeElementAt(0);//or queue[0] = null can also work
return o;
}
}
因为java中是locked by object的所以添加synchronized 就可以用于线程同步锁定对象
可以作为多线程处理多任务的存放task的队列。他的client包括封装好的task类以及thread类
Java的多线程-线程间的通信2009-08-25 21:58
1. 线程的几种状态
线程有四种状态，任何一个线程肯定处于这四种状态中的一种：
1) 产生（New）：线程对象已经产生，但尚未被启动，所以无法执行。如通过new产生了一个线程对象后没对它调用start()函数之前。
2) 可执行（Runnable）：每个支持多线程的系统都有一个排程器，排程器会从线程池中选择一个线程并启动它。当一个线程处于可执行状态时，表示它可能正处于线程池中等待排排程器启动它；也可能它已正在执行。如执行了一个线程对象的start()方法后，线程就处于可执行状态，但显而易见的是此时线程不一定正在执行中。
3) 死亡（Dead）：当一个线程正常结束，它便处于死亡状态。如一个线程的run()函数执行完毕后线程就进入死亡状态。
4) 停滞（Blocked）：当一个线程处于停滞状态时，系统排程器就会忽略它，不对它进行排程。当处于停滞状态的线程重新回到可执行状态时，它有可能重新执行。如通过对一个线程调用wait()函数后，线程就进入停滞状态，只有当两次对该线程调用notify或notifyAll后它才能两次回到可执行状态。
2. class Thread下的常用函数函数
2.1 suspend()、resume()
1) 通过suspend()函数，可使线程进入停滞状态。通过suspend()使线程进入停滞状态后，除非收到resume()消息，否则该线程不会变回可执行状态。
2) 当调用suspend()函数后，线程不会释放它的“锁标志”。
例11：
class TestThreadMethod extends Thread{
public static int shareVar = 0;
public TestThreadMethod(String name){
super(name);
}
public synchronized void run(){
if(shareVar==0){
for(int i=0; i5; i++){
shareVar++;
if(shareVar==5){
this.suspend(); //（1）
}}}
else{
System.out.print(Thread.currentThread().getName());
System.out.println(" shareVar = " + shareVar);
this.resume(); //（2）
}}
}
public class TestThread{
public static void main(String[] args){
TestThreadMethod t1 = new TestThreadMethod("t1");
TestThreadMethod t2 = new TestThreadMethod("t2");
t1.start(); //（5）
//t1.start(); //（3）
t2.start(); //（4）
}}
运行结果为：
t2 shareVar = 5
i. 当代码（5）的t1所产生的线程运行到代码（1）处时，该线程进入停滞状态。然后排程器从线程池中唤起代码（4）的t2所产生的线程，此时shareVar值不为0，所以执行else中的语句。
ii. 也许你会问，那执行代码（2）后为什么不会使t1进入可执行状态呢？正如前面所说，t1和t2是两个不同对象的线程，而代码（1）和（2）都只对当前对象进行操作，所以t1所产生的线程执行代码（1）的结果是对象t1的当前线程进入停滞状态；而t2所产生的线程执行代码（2）的结果是把对象t2中的所有处于停滞状态的线程调回到可执行状态。
iii. 那现在把代码（4）注释掉，并去掉代码（3）的注释，是不是就能使t1重新回到可执行状态呢？运行结果是什么也不输出。为什么会这样呢？也许你会认为，当代码（5）所产生的线程执行到代码（1）时，它进入停滞状态；而代码（3）所产生的线程和代码（5）所产生的线程是属于同一个对象的，那么就当代码（3）所产生的线程执行到代码（2）时，就可使代码（5）所产生的线程执行回到可执行状态。但是要清楚，suspend()函数只是让当前线程进入停滞状态，但并不释放当前线程所获得的“锁标志”。所以当代码（5）所产生的线程进入停滞状态时，代码（3）所产生的线程仍不能启动，因为当前对象的“锁标志”仍被代码（5）所产生的线程占有。
#p#2.2 sleep()
1) sleep ()函数有一个参数，通过参数可使线程在指定的时间内进入停滞状态，当指定的时间过后，线程则自动进入可执行状态。
2) 当调用sleep ()函数后，线程不会释放它的“锁标志”。
例12：
class TestThreadMethod extends Thread{
class TestThreadMethod extends Thread{
public static int shareVar = 0;
public TestThreadMethod(String name){
super(name);
}
public synchronized void run(){
for(int i=0; i3; i++){
System.out.print(Thread.currentThread().getName());
System.out.println(" : " + i);
try{
Thread.sleep(100); //（4）
}
catch(InterruptedException e){
System.out.println("Interrupted");
}}}
}
public class TestThread{public static void main(String[] args){
TestThreadMethod t1 = new TestThreadMethod("t1");
TestThreadMethod t2 = new TestThreadMethod("t2");
t1.start(); （1）
t1.start(); （2）
//t2.start(); （3）
}}
运行结果为：
t1 : 0
t1 : 1
t1 : 2
t1 : 0
t1 : 1
t1 : 2
由结果可证明，虽然在run()中执行了sleep()，但是它不会释放对象的“锁标志”，所以除非代码(1)的线程执行完run()函数并释放对象的“锁标志”，否则代码（2）的线程永远不会执行。
如果把代码（2）注释掉，并去掉代码（3）的注释，结果将变为：
t1 : 0
t2 : 0
t1 : 1
t2 : 1
t1 : 2
t2 : 2
由于t1和t2是两个对象的线程，所以当线程t1通过sleep()进入停滞时，排程器会从线程池中调用其它的可执行线程，从而t2线程被启动。
例13：
class TestThreadMethod extends Thread{
public static int shareVar = 0;
public TestThreadMethod(String name){
super(name);
}
public synchronized void run(){
for(int i=0; i5; i++){
System.out.print(Thread.currentThread().getName());
System.out.println(" : " + i);
try{
if(Thread.currentThread().getName().equals("t1"))
Thread.sleep(200);
else
Thread.sleep(100);
}
catch(InterruptedException e){
System.out.println("Interrupted");
}}
}}
public class TestThread{public static void main(String[] args){
TestThreadMethod t1 = new TestThreadMethod("t1");
TestThreadMethod t2 = new TestThreadMethod("t2");
t1.start();
//t1.start();
t2.start();
}}
运行结果为：
t1 : 0
t2 : 0
t2 : 1
t1 : 1
t2 : 2
t2 : 3
t1 : 2
t2 : 4
t1 : 3
t1 : 4
由于线程t1调用了sleep(200)，而线程t2调用了sleep(100)，所以线程t2处于停滞状态的时间是线程t1的一半，从从结果反映出来的就是线程t2打印两倍次线程t1才打印一次。
#p#2.3 yield()
1) 通过yield ()函数，可使线程进入可执行状态，排程器从可执行状态的线程中重新进行排程。所以调用了yield()的函数也有可能马上被执行。
2) 当调用yield ()函数后，线程不会释放它的“锁标志”。
例14：
class TestThreadMethod extends Thread{
public static int shareVar = 0;
public TestThreadMethod(String name){super(name);
}
public synchronized void run(){for(int i=0; i4; i++){
System.out.print(Thread.currentThread().getName());
System.out.println(" : " + i);
Thread.yield();
}}
}
public class TestThread{public static void main(String[] args){
TestThreadMethod t1 = new TestThreadMethod("t1");
TestThreadMethod t2 = new TestThreadMethod("t2");
t1.start();
t1.start(); //（1）
//t2.start(); （2）
}
}
运行结果为：
t1 : 0
t1 : 1
t1 : 2
t1 : 3
t1 : 0
t1 : 1
t1 : 2
t1 : 3
从结果可知调用yield()时并不会释放对象的“锁标志”。
如果把代码（1）注释掉，并去掉代码（2）的注释，结果为：
t1 : 0
t1 : 1
t2 : 0
t1 : 2
t2 : 1
t1 : 3
t2 : 2
t2 : 3
从结果可知，虽然t1线程调用了yield()，但它马上又被执行了。
2.4 sleep()和yield()的区别
1) sleep()使当前线程进入停滞状态，所以执行sleep()的线程在指定的时间内肯定不会执行；yield()只是使当前线程重新回到可执行状态，所以执行yield()的线程有可能在进入到可执行状态后马上又被执行。
2) sleep()可使优先级低的线程得到执行的机会，当然也可以让同优先级和高优先级的线程有执行的机会；yield()只能使同优先级的线程有执行的机会。
例15：
class TestThreadMethod extends Thread{
public static int shareVar = 0;
public TestThreadMethod(String name){
super(name);
}
public void run(){
for(int i=0; i4; i++){
System.out.print(Thread.currentThread().getName());
System.out.println(" : " + i);
//Thread.yield(); （1）
/* （2） */
try{
Thread.sleep(3000);
}
catch(InterruptedException e){
System.out.println("Interrupted");
}}}
}
public class TestThread{
public static void main(String[] args){
TestThreadMethod t1 = new TestThreadMethod("t1");
TestThreadMethod t2 = new TestThreadMethod("t2");
t1.setPriority(Thread.MAX_PRIORITY);
t2.setPriority(Thread.MIN_PRIORITY);
t1.start();
t2.start();
}
}
运行结果为：
t1 : 0
t1 : 1
t2 : 0
t1 : 2
t2 : 1
t1 : 3
t2 : 2
t2 : 3
由结果可见，通过sleep()可使优先级较低的线程有执行的机会。注释掉代码（2），并去掉代码（1）的注释，结果为：
t1 : 0
t1 : 1
t1 : 2
t1 : 3
t2 : 0
t2 : 1
t2 : 2
t2 : 3
可见，调用yield()，不同优先级的线程永远不会得到执行机会。
2.5 join()
使调用join()的线程执行完毕后才能执行其它线程，在一定意义上，它可以实现同步的功能。
例16：
class TestThreadMethod extends Thread{
public static int shareVar = 0;
public TestThreadMethod(String name){
super(name);
}
public void run(){
for(int i=0; i4; i++){
System.out.println(" " + i);
try{
Thread.sleep(3000);
}
catch(InterruptedException e){
System.out.println("Interrupted");
}
}
}
}
public class TestThread{
public static void main(String[] args){
TestThreadMethod t1 = new TestThreadMethod("t1");
t1.start();
try{
t1.join();
}
catch(InterruptedException e){}
t1.start();
}
}
运行结果为：
1
2
3
1
2
3
#p#3. class Object下常用的线程函数
wait()、notify()和notifyAll()这三个函数由java.lang.Object类提供，用于协调多个线程对共享数据的存取。
3.1 wait()、notify()和notifyAll()
1) wait()函数有两种形式：第一种形式接受一个毫秒值，用于在指定时间长度内暂停线程，使线程进入停滞状态。第二种形式为不带参数，代表waite()在notify()或notifyAll()之前会持续停滞。
2) 当对一个对象执行notify()时，会从线程等待池中移走该任意一个线程，并把它放到锁标志等待池中；当对一个对象执行notifyAll()时，会从线程等待池中移走所有该对象的所有线程，并把它们放到锁标志等待池中。
3) 当调用wait()后，线程会释放掉它所占有的“锁标志”，从而使线程所在对象中的其它synchronized数据可被别的线程使用。
例17：
下面，我们将对例11中的例子进行修改
class TestThreadMethod extends Thread{
public static int shareVar = 0;
public TestThreadMethod(String name){
super(name);
}
public synchronized void run(){
if(shareVar==0){
for(int i=0; i10; i++){
shareVar++;
if(shareVar==5){
try{
this.wait(); //（4）
}
catch(InterruptedException e){}
}
}
}
if(shareVar!=0){
System.out.print(Thread.currentThread().getName());
System.out.println(" shareVar = " + shareVar);
this.notify(); //（5）
}
}
}
public class TestThread{
public static void main(String[] args){
TestThreadMethod t1 = new TestThreadMethod("t1");
TestThreadMethod t2 = new TestThreadMethod("t2");
t1.start(); //（1）
//t1.start(); （2）
t2.start(); //（3）
}}
运行结果为：
t2 shareVar = 5
因为t1和t2是两个不同对象，所以线程t2调用代码（5）不能唤起线程t1。如果去掉代码（2）的注释，并注释掉代码（3），结果为：
t1 shareVar = 5
t1 shareVar = 10
这是因为，当代码（1）的线程执行到代码（4）时，它进入停滞状态，并释放对象的锁状态。接着，代码（2）的线程执行run()，由于此时shareVar值为5，所以执行打印语句并调用代码（5）使代码（1）的线程进入可执行状态，然后代码（2）的线程结束。当代码（1）的线程重新执行后，它接着执行for()循环一直到shareVar=10，然后打印shareVar。
#p#3.2 wait()、notify()和synchronized
waite()和notify()因为会对对象的“锁标志”进行操作，所以它们必须在synchronized函数或synchronized block中进行调用。如果在non-synchronized函数或non-synchronized block中进行调用，虽然能编译通过，但在运行时会发生IllegalMonitorStateException的异常。
例18：
class TestThreadMethod extends Thread{
public int shareVar = 0;
public TestThreadMethod(String name){
super(name);
new Notifier(this);
}
public synchronized void run(){
if(shareVar==0){
for(int i=0; i5; i++){
shareVar++;
System.out.println("i = " + shareVar);
try{
System.out.println("wait......");
this.wait();
}
catch(InterruptedException e){}
}}
}
}
class Notifier extends Thread{
private TestThreadMethod ttm;
Notifier(TestThreadMethod t){
ttm = t;
start();
}
public void run(){
while(true){
try{
sleep(2000);
}
catch(InterruptedException e){}
/*1 要同步的不是当前对象的做法 */
synchronized(ttm){
System.out.println("notify......");
ttm.notify();
}}
}
}
public class TestThread{
public static void main(String[] args){
TestThreadMethod t1 = new TestThreadMethod("t1");
t1.start();
}
}
运行结果为：
i = 1
wait......
notify......
i = 2
wait......
notify......
i = 3
wait......
notify......
i = 4
wait......
notify......
i = 5
wait......
notify......
4. wait()、notify()、notifyAll()和suspend()、resume()、sleep()的讨论
4.1 这两组函数的区别
1) wait()使当前线程进入停滞状态时，还会释放当前线程所占有的“锁标志”，从而使线程对象中的synchronized资源可被对象中别的线程使用；而suspend()和sleep()使当前线程进入停滞状态时不会释放当前线程所占有的“锁标志”。
2) 前一组函数必须在synchronized函数或synchronized block中调用，否则在运行时会产生错误；而后一组函数可以non-synchronized函数和synchronized block中调用。
4.2 这两组函数的取舍
Java2已不建议使用后一组函数。因为在调用suspend()时不会释放当前线程所取得的“锁标志”，这样很容易造成“死锁”。
因为queue是接口，不能new
接口，应该new接口实现类，你看jdk文档，搜索queue，如图：
看见下面有一大堆实现queue的类，选一个就行，针对队列的，你可以选LinkedBlockingQueue,AbstrctQueue,ArrayDeque
package list;
import java.util.ArrayList;
//这是关于List用法，代表性的有LinkedList，ArrayList，Vector用法类似
public class ArrayListTest {
/**
* @param args
*/
public static void main(String[] args) {
ArrayListString list = new ArrayListString();
//添加
list.add("三国演义");
list.add("西游记");
list.add("水浒传");
list.add("红楼梦");
//修改
list.set(0, "三国志");
//查询某个元素是否存在
boolean flag = list.contains("西游记");
System.out.println(flag);
//删除
list.remove(2);//list.remove("水浒传");
//遍历
int size = list.size();
for ( int i=0; isize; i++)
{
String str =(String)list.get(i);//得到某个位置的元素
System.out.println(str);
}
}
}
////////////////////////下面是排序的
package list;
import java.util.ArrayList;
import java.util.Collections;
//这是关于List用法，代表性的有LinkedList，ArrayList，Vector用法类似
//排序
//Collections可以排序，还可以得到最大，最小数值，还可以将集合反转
public class SortListTest {
/**
* @param args
*/
@SuppressWarnings("unchecked")
public static void main(String[] args) {
ArrayList list = new ArrayList();
//添加
list.add(45);
list.add(67);
list.add(87);
list.add(23);
list.add(67);
Collections.sort(list);//升序
//Collections.sort(list,Collections.reverseOrder());//降序
//遍历
int size = list.size();
for ( int i=0; isize; i++ )
{
Integer str =(Integer)list.get(i);//得到某个位置的元素
System.out.println(str);
}
}
}
自己写了个简单的实现
class QueueE{
private Object[] integerQueue;//用来当队列
public int tail;//队尾
public int size;//队的长度，也可以设置一个默认值，溢出时从新申请
public Queue(int size){
integerQueue=new Object[size];
this.size=size;
tail=-1;
}
/**
* 将元素插入队列
* @return 如果该元素已添加到此队列，则返回 true；否则返回 false
*/
public boolean offer(E e){
if(tail size-1){
tail++;
this.integerQueue[tail]=e;
return true;
}else{
return false;
}
}
/**
* 获取并移除此队列的头，如果此队列为空，则返回 null。
*/
public E poll(){
Object tmp;
if(tail=0){
tmp=this.integerQueue[tail];
tail--;
return (E)tmp;
}else{
return null;
}
}
}
代码如下：
import java.io.Serializable;
import java.util.Arrays;
public class LoopQueueT implements Serializable {
/**
* @Fields serialVersionUID : TODO
*/
private static final long serialVersionUID = -3670496550272478781L;
private int DEFAULT_SIZE = 10;
private int capacity;// 保存数组的长度
private Object[] elementData;// 定义一个数组用于保存循环队列的元素
private int front = 0;// 队头
private int rear = 0;// 队尾
// 以默认数组长度创建空循环队列
public LoopQueue() {
capacity = DEFAULT_SIZE;
elementData = new Object[capacity];
}
// 以一个初始化元素来创建循环队列
public LoopQueue(T element) {
this();
elementData[0] = element;
rear++;
}
/**
* 以指定长度的数组来创建循环队列
*
* @param element
* 指定循环队列中第一个元素
* @param initSize
* 指定循环队列底层数组的长度
*/
public LoopQueue(T element, int initSize) {
this.capacity = initSize;
elementData = new Object[capacity];
elementData[0] = element;
rear++;
}
// 获取循环队列的大小
public int size() {
if (isEmpty()) {
return 0;
}
return rear front ? rear - front : capacity - (front - rear);
}
// 插入队列
public void add(T element) {
if (rear == front elementData[front] != null) {
throw new IndexOutOfBoundsException("队列已满的异常");
}
elementData[rear++] = element;
// 如果rear已经到头，那就转头
rear = rear == capacity ? 0 : rear;
}
// 移除队列
public T remove() {
if (isEmpty()) {
throw new IndexOutOfBoundsException("空队列异常");
}
// 保留队列的rear端的元素的值
T oldValue = (T) elementData[front];
// 释放队列的rear端的元素
elementData[front++] = null;
// 如果front已经到头，那就转头
front = front == capacity ? 0 : front;
return oldValue;
}
// 返回队列顶元素，但不删除队列顶元素
public T element() {
if (isEmpty()) {
throw new IndexOutOfBoundsException("空队列异常");
}
return (T) elementData[front];
}
// 判断循环队列是否为空队列
public boolean isEmpty() {
// rear==front且rear处的元素为null
return rear == front elementData[rear] == null;
}
// 清空循环队列
public void clear() {
// 将底层数组所有元素赋为null
Arrays.fill(elementData, null);
front = 0;
rear = 0;
}
public String toString() {
if (isEmpty()) {
return "[]";
} else {
// 如果front rear，有效元素就是front到rear之间的元素
if (front rear) {
StringBuilder sb = new StringBuilder("[");
for (int i = front; i rear; i++) {
sb.append(elementData[i].toString() + ", ");
}
int len = sb.length();
return sb.delete(len - 2, len).append("]").toString();
}
// 如果front = rear，有效元素为front-capacity之间、0-front之间的
else {
StringBuilder sb = new StringBuilder("[");
for (int i = front; i capacity; i++) {
sb.append(elementData[i].toString() + ", ");
}
for (int i = 0; i rear; i++) {
sb.append(elementData[i].toString() + ", ");
}
int len = sb.length();
return sb.delete(len - 2, len).append("]").toString();
}
}
}
public static void main(String[] args) {
LoopQueueString queue = new LoopQueueString("aaaa", 3);
// 添加两个元素
queue.add("bbbb");
queue.add("cccc");
// 此时队列已满
System.out.println(queue);
// 删除一个元素后，队列可以再多加一个元素
queue.remove();
System.out.println("删除一个元素后的队列：" + queue);
// 再次添加一个元素，此时队列又满
queue.add("dddd");
System.out.println(queue);
System.out.println("队列满时的长度：" + queue.size());
// 删除一个元素后，队列可以再多加一个元素
queue.remove();
// 再次加入一个元素，此时队列又满
queue.add("eeee");
System.out.println(queue);
}
}
import java.util.*;
public class MyQueueT {
private LinkedListT list = new LinkedListT();
public void addLast(T v) {
list.addLast(v); //队尾插入
}
public T getFirst() {
return list.getFirst(); //取得队受元素
}
public void remove() {
list.removeFirst(); //移除队首元素
}
//类似功能自己扩展下
public static void main(String[] args) {
MyQueueString mq = new MyQueueString();
mq.addLast("hello world");
mq.addLast("hello world2");
System.out.println(mq.getFirst());
mq.remove();
System.out.println(mq.getFirst());
}
}