ConcurrentLinkedQueue with wait()和notify()

Question

我不太精通多线程。我试图通过一个生产者线程重复截图，它将BufferedImage对象添加到ConcurrentLinkedQueue和一个消费者线程将BufferedImage对象的poll队列保存到文件中。我可以通过重复轮询(while循环)来使用它们，但是我不知道如何使用notify()和wait()来使用它们。我曾尝试在较小的程序中使用wait()和notify，但在这里无法实现。

我有以下代码：

class StartPeriodicTask implements Runnable {
    public synchronized void run() {
        Robot robot = null;
        try {
            robot = new Robot();
        } catch (AWTException e1) {
            e1.printStackTrace();
        }
        Rectangle screenRect = new Rectangle(Toolkit.getDefaultToolkit()
                .getScreenSize());
        BufferedImage image = robot.createScreenCapture(screenRect);
        if(null!=queue.peek()){
            try {
                System.out.println("Empty queue, so waiting....");
                wait();
            } catch (InterruptedException e) {
                e.printStackTrace();
            }
        }else{
            queue.add(image);
            notify();
        }
    }
}

public class ImageConsumer implements Runnable {
        @Override
        public synchronized void run() {
            while (true) {
                BufferedImage bufferedImage = null;
                if(null==queue.peek()){
                    try {
                        //Empty queue, so waiting....
                        wait();
                    } catch (InterruptedException e) {
                        e.printStackTrace();
                    }
                }else{
                    bufferedImage = queue.poll();
                    notify();
                }
                File imageFile = getFile();
                if (!imageFile.getParentFile().exists()) {
                    imageFile.getParentFile().mkdirs();
                }
                    try {
                        ImageIO.write(bufferedImage, extension, imageFile);
                        //Image saved
                    catch (IOException e) {
                        tracer.severe("IOException occurred. Image is not saved to file!");
                    }
                }
            }

之前，我进行了一次重复的轮询，以检查是否存在BufferedImage对象。现在，我已经将run方法更改为synchronised，并尝试实现wait()和notify()。我做得对吗？请帮帮忙。谢谢。

Answer 1

您为作业使用了错误的Queue。ConcurrentLinkedQueue是一个非阻塞队列，这意味着没有生产者和消费者语义。如果您只使用一个阅读器和一个编写器，那么可以看看SynchronousQueue

简单地说，你的代码可以这样重写。

BlockingQueue<?> queue = new SynchrnousQueue<?>();
class StartPeriodicTask implements Runnable {
    public void run() {
        Robot robot = null;
        try {
            robot = new Robot();
        } catch (AWTException e1) {
            e1.printStackTrace();
        }
        Rectangle screenRect = new Rectangle(Toolkit.getDefaultToolkit()
                .getScreenSize());
        BufferedImage image = robot.createScreenCapture(screenRect);
        queue.offer(image); //1
}
public class ImageConsumer implements Runnable {
        @Override
        public void run() {
            while (true) {
                BufferedImage bufferedImage = queue.poll(); //2

                File imageFile = getFile();
                if (!imageFile.getParentFile().exists()) {
                    imageFile.getParentFile().mkdirs();
                }
                    try {
                        ImageIO.write(bufferedImage, extension, imageFile);
                        //Image saved
                    catch (IOException e) {
                        tracer.severe("IOException occurred. Image is not saved to file!");
                    }
            }

真的就是这样。

让我解释一下。在第//1行，产生线程将图像‘放置’到队列中。我引用place是因为SynchrnousQueue没有深度。实际发生的情况是，线程告诉队列“如果有任何线程请求这个队列中的元素，那么将该线程交给它，然后让我继续。如果没有，我将等待另一个线程准备就绪。”

第//2行类似于1，其中使用线程只是等待，直到有线程提供。这对于单读取器和写入器非常有用。

Answer 2

第一个问题是在你的生产者中有不必要的等待：

    if(null!=queue.peek()){ // You are the producer, you don't care if the queue is empty
        try {
            System.out.println("Empty queue, so waiting....");
            wait(); // This puts you to bed, your waiting and so is your consumer
        } catch (InterruptedException e) {
            e.printStackTrace();
        }
    }else{
        queue.add(image);
        notify();
    }

这就是您需要的全部内容：

        queue.add(image);
        notify();

下一个问题是消费者中不必要的notify。它在这一点上产生了对其处理的控制，我相信这是你想让你的生产者继续工作的一种方式，但当然你的代码永远不会到那一步。所以这就是：

            }else{
                bufferedImage = queue.poll();
                notify();
            }
            File imageFile = getFile();
            if (!imageFile.getParentFile().exists()) {
                imageFile.getParentFile().mkdirs();
            }
                try {
                    ImageIO.write(bufferedImage, extension, imageFile);
                    //Image saved
                catch (IOException e) {
                    tracer.severe("IOException occurred. Image is not saved to file!");
                }
            }

应该看起来更像这样：

            }else{
                bufferedImage = queue.poll();

                File imageFile = getFile();
                if (!imageFile.getParentFile().exists()) {
                   imageFile.getParentFile().mkdirs();
                }

                try {
                    ImageIO.write(bufferedImage, extension, imageFile);
                    //Image saved
                catch (IOException e) {
                    tracer.severe("IOException occurred. Image is not saved to file!");
                }
            }

Answer 3

一旦java.util.concurrent库出现在JDK1.5中，就不再需要编写自己的等待/通知逻辑。在2012年，如果您正在做自己的等待/通知，那么您的工作太辛苦了，应该强烈地考虑一下经过实践检验的、真正的java.util.concurrent等效项。

话虽如此，我相信轮询是内置java.util.concurrent.ConcurrentLinkedQueue背后的想法。换句话说，只要ConcurrentLinkedQue是!isEmpty()，消费者就坐在他们自己的Thread和.poll()项中。我见过的大多数实现在!isEmpty()测试之间都会有一秒钟的休眠，但我认为这实际上没有必要。另外，请注意Vint家伙对我的回答的评论，.poll()可能会返回null。考虑java.util.AbstractQueue的替代实现，这些实现可能具有更接近于您正在寻找的阻塞行为。

这个人有一个简单的例子：http://www.informit.com/articles/article.aspx?p=1339471&seqNum=4

最后，读一读Goetz的书"Java Concurrency In Practice“。我几乎可以肯定，它有一个配方来取代你自己的等待/通知。