在遙遠(yuǎn)的冰雪王國(guó)裡，雪堆像鑽石一樣閃閃發(fā)光，星星低語(yǔ)著童話故事，聖誕老人正在為一年中最神奇的夜晚做準(zhǔn)備。他的工廠像一架巨大的樂(lè)器一樣嗡嗡作響：精靈們拿著盒子跑來(lái)跑去，玩具閃閃發(fā)光，每一件新的現(xiàn)成禮物都敲響了鈴聲。

但是魔法受到了威脅。

「玩具太多！飼料已滿！」— 精靈首席製作人抱怨道。
「我們沒(méi)時(shí)間收拾行李！」 - 包裝精靈附和著他。

聖誕老公公想：「我怎麼幫助我的精靈呢？他們已經(jīng)盡力了，但他們離不開(kāi)魔法?！?/p>

第一個(gè)魔法：同步

聖誕老人求助於一種名為「同步」的咒語(yǔ)。它創(chuàng)造了一個(gè)保護(hù)屏障，讓精靈們?cè)谑褂闷胀z帶時(shí)就不會(huì)互相推擠和困惑。

「現(xiàn)在一次只有一個(gè)人可以放下或拿起玩具，」聖誕老人解釋道。

這就是它的樣子：

class SantaFactory {
    private final Queue<String> conveyorBelt = new LinkedList<>();
    private final int MAX_CAPACITY = 10;

    public void produce(String toy) throws InterruptedException {
        synchronized (conveyorBelt) {
            while (conveyorBelt.size() == MAX_CAPACITY) {
                System.out.println("Производитель ждёт: лента заполнена!");
                conveyorBelt.wait(); // Производитель ждёт, пока появится место
            }
            conveyorBelt.add(toy);
            System.out.println("Игрушка произведена: " + toy);
            conveyorBelt.notifyAll(); // Уведомляем упаковщиков о новой игрушке
        }
    }

    public void consume() throws InterruptedException {
        synchronized (conveyorBelt) {
            while (conveyorBelt.isEmpty()) {
                System.out.println("Потребитель ждёт: игрушек нет!");
                conveyorBelt.wait(); // Упаковщик ждёт, пока появится игрушка
            }
            String toy = conveyorBelt.poll();
            System.out.println("Игрушка упакована: " + toy);
            conveyorBelt.notifyAll(); // Уведомляем производителей о свободном месте
        }
    }
}

wait和notifyAll的神奇屬性：

wait()：使執(zhí)行緒休眠，直到某個(gè)條件（例如空磁帶）變成 false。
notifyAll()：?jiǎn)拘阉械却€程，檢查它們是否可以繼續(xù)。

第二個(gè)魔法：BlockingQueue

聖誕老人意識(shí)到精靈們經(jīng)常忘記叫notifyAll，這造成了延遲。然後他使用了一個(gè)神奇的工具——BlockingQueue，它本身就負(fù)責(zé)處理線程。

BlockingQueue 執(zhí)行以下操作：

如果磁帶已滿，製造商會(huì)自動(dòng)等待。
如果磁帶是空的，打包者自己就會(huì)明白他需要等待。

class SantaFactory {
    private final Queue<String> conveyorBelt = new LinkedList<>();
    private final int MAX_CAPACITY = 10;

    public void produce(String toy) throws InterruptedException {
        synchronized (conveyorBelt) {
            while (conveyorBelt.size() == MAX_CAPACITY) {
                System.out.println("Производитель ждёт: лента заполнена!");
                conveyorBelt.wait(); // Производитель ждёт, пока появится место
            }
            conveyorBelt.add(toy);
            System.out.println("Игрушка произведена: " + toy);
            conveyorBelt.notifyAll(); // Уведомляем упаковщиков о новой игрушке
        }
    }

    public void consume() throws InterruptedException {
        synchronized (conveyorBelt) {
            while (conveyorBelt.isEmpty()) {
                System.out.println("Потребитель ждёт: игрушек нет!");
                conveyorBelt.wait(); // Упаковщик ждёт, пока появится игрушка
            }
            String toy = conveyorBelt.poll();
            System.out.println("Игрушка упакована: " + toy);
            conveyorBelt.notifyAll(); // Уведомляем производителей о свободном месте
        }
    }
}

第三個(gè)魔法：執(zhí)行器和執(zhí)行緒池

為了讓精靈們不累，聖誕老公公創(chuàng)造了一個(gè)神奇的工具－線程池。現(xiàn)在每個(gè)精靈各司其職，數(shù)量也自動(dòng)調(diào)節(jié)。

「精靈們不會(huì)再互相追趕了，一切都很順利。」聖誕老人高興地說(shuō)。

程式碼範(fàn)例：

import java.util.concurrent.ArrayBlockingQueue;
import java.util.concurrent.BlockingQueue;

class SantaFactoryBlocking {
    private final BlockingQueue<String> conveyorBelt = new ArrayBlockingQueue<>(10);

    public void produce(String toy) throws InterruptedException {
        conveyorBelt.put(toy); // Если лента заполнена, поток автоматически ждёт
        System.out.println("Игрушка произведена: " + toy);
    }

    public void consume() throws InterruptedException {
        String toy = conveyorBelt.take(); // Если лента пуста, поток автоматически ждёт
        System.out.println("Игрушка упакована: " + toy);
    }
}

執(zhí)行者的魔法屬性：

newFixedThreadPool(n)：建立一個(gè)將被重複使用的 n 個(gè)執(zhí)行緒池。
提交（任務(wù)）：在其中一個(gè)執(zhí)行緒中啟動(dòng)一項(xiàng)任務(wù)。
shutdown()：所有任務(wù)完成後停止執(zhí)行。

第四個(gè)魔法：CompletableFuture

在最後階段，聖誕老人添加了一點(diǎn)額外的魔法：現(xiàn)在精靈們非同步工作，這加快了進(jìn)程。

import java.util.concurrent.ExecutorService;
import java.util.concurrent.Executors;

public class SantaRaceWithExecutors {
    public static void main(String[] args) {
        SantaFactoryBlocking factory = new SantaFactoryBlocking();
        ExecutorService executor = Executors.newFixedThreadPool(4); // 4 эльфа

        // Запускаем 2 производителя
        for (int i = 1; i <= 2; i++) {
            executor.submit(() -> {
                try {
                    for (int j = 1; j <= 20; j++) {
                        factory.produce("Игрушка #" + j);
                        Thread.sleep(100); // Производство занимает время
                    }
                } catch (InterruptedException e) {
                    Thread.currentThread().interrupt();
                }
            });
        }

        // Запускаем 2 упаковщика
        for (int i = 1; i <= 2; i++) {
            executor.submit(() -> {
                try {
                    for (int j = 1; j <= 20; j++) {
                        factory.consume();
                        Thread.sleep(150); // Упаковка занимает время
                    }
                } catch (InterruptedException e) {
                    Thread.currentThread().interrupt();
                }
            });
        }

        executor.shutdown(); // Завершаем работу после выполнения всех задач
    }
}

CompletableFuture 的神奇屬性：

非同步：任務(wù)在後臺(tái)執(zhí)行緒中執(zhí)行，不會(huì)阻塞主執(zhí)行緒。
易於使用：無(wú)需手動(dòng)管理線程。

新年有救了！

當(dāng)最後一個(gè)玩具裝完後，聖誕老公公高興地嘆了口氣。 「精靈們，你們做了一件了不起的工作。多線程的魔力讓我們不僅更快，而且更快樂(lè)！」

現(xiàn)在，在除夕夜的每個(gè)晚上，聖誕老人都會(huì)向他的助手講述一個(gè)關(guān)於多線程如何拯救節(jié)日的童話故事。

? 朋友們，新年快樂(lè)！ ？

以上是聖誕老人的節(jié)日競(jìng)賽：Java 多線程的魔力的詳細(xì)內(nèi)容。更多資訊請(qǐng)關(guān)注PHP中文網(wǎng)其他相關(guān)文章！