Konsumenten / Produzenten - Problem

[char_]

Hallo liebes Forum,
ich benötige ein paar Denkanstöße,
drum schreib ich erstmal die Aufgabenstellung ...

12 Kühe stehen im Stall und die Euter füllen sich (unterschiedlich schnell)
und es stehen 3 Melkstationen zur Verfügung
Bei einem Füllstand von 75% werden sie automatisch an den Melkstationen angemeldet,
die Euter füllen sich weiter, aber etwas langsamer.
Konnte bei einem Füllstand von 120% nicht abgemolken werden,
dann platzt das Euter --> Kuh tot.
An den Melkstationen soll man stets sehen können welche Kuh gerade gemolken wird.

Das ganze verpackt in eine einfache Swing Gui,
beim Starten der Applikation beginnt direkt die Euterfüllung ...

meine Herangehensweise -
Lass erstmal das Euter anschwellen bis es platzt

Aber, siehe da - manchmal hat die ein oder andere Kuh ein Euterfüllproblem,
dh. bei einem beliebigen Wert verweigert sie die Milchproduktion.
Ob sie ahnt dass sie bald sterben soll?

Wäre schön wenn jemand mal nen Blick auf die Euter-Threads werfen könnte ...

package consumer;
import javax.swing.JLabel;

public class Kuh extends Thread {

	JLabel label;
	public Kuh(JLabel label) {
		this.label = label;
		this.start();
	}
	public void ende(){
		interrupt();
	}
	public void run(){
		while(!isInterrupted()){
			try {
				for (int euter = 0; euter <= 120; euter++) {
					label.setText(euter + "%");
					sleep( (int)(Math.random()*80) );	
					if (euter >75){
						synchronized (this) {
							try {
								//  anmelden an der Melkstation
									wait((int)(Math.random()*180));
									System.out.println(" Wartezeit 1, euter:" + euter);
									
								} catch (Exception e) {
									e.printStackTrace();
									System.out.println("Exception 1, euter:" + euter);						
								}
						}
											
					}
					if (euter==120){
					  ende();	
						label.setText("RIP");
					}
				}
				break;
			} catch (Exception e) {
			}
		}
	}
}

package consumer;
import java.awt.BorderLayout;

public class View1 extends JFrame {

	private JPanel contentPane;

	public View1() {
		setDefaultCloseOperation(JFrame.EXIT_ON_CLOSE);
		setBounds(100, 100, 600, 180);
		this.setLocationRelativeTo(null);
		setResizable(false);
		contentPane = new JPanel();
		contentPane.setBorder(new EmptyBorder(5, 5, 5, 5));
		setContentPane(contentPane);
		contentPane.setLayout(new BorderLayout(0, 0));
		
		JPanel panel = new JPanel();
		contentPane.add(panel, BorderLayout.NORTH);
		
		JLabel lblKuh = new JLabel("Kuh1");
		lblKuh.setPreferredSize(new Dimension(40, 25));
		lblKuh.setBorder(new MatteBorder(1, 1, 1, 1, (Color) new Color(0, 0, 0)));
		panel.add(lblKuh);
	
		
		JLabel lblKuh_1 = new JLabel("Kuh2");
		lblKuh_1.setPreferredSize(new Dimension(40, 25));
		lblKuh_1.setBorder(new MatteBorder(1, 1, 1, 1, (Color) new Color(0, 0, 0)));
		panel.add(lblKuh_1);
		
		JLabel lblKuh_2 = new JLabel("Kuh3");
		lblKuh_2.setPreferredSize(new Dimension(40, 25));
		lblKuh_2.setBorder(new MatteBorder(1, 1, 1, 1, (Color) new Color(0, 0, 0)));
		panel.add(lblKuh_2);
		
		JLabel lblKuh_3 = new JLabel("Kuh4");
		lblKuh_3.setPreferredSize(new Dimension(40, 25));
		lblKuh_3.setBorder(new MatteBorder(1, 1, 1, 1, (Color) new Color(0, 0, 0)));
		panel.add(lblKuh_3);
		
		JLabel lblKuh_4 = new JLabel("Kuh5");
		lblKuh_4.setPreferredSize(new Dimension(40, 25));
		lblKuh_4.setBorder(new MatteBorder(1, 1, 1, 1, (Color) new Color(0, 0, 0)));
		panel.add(lblKuh_4);
		
		JLabel lblKuh_5 = new JLabel("Kuh6");
		lblKuh_5.setPreferredSize(new Dimension(40, 25));
		lblKuh_5.setBorder(new MatteBorder(1, 1, 1, 1, (Color) new Color(0, 0, 0)));
		panel.add(lblKuh_5);
		
		JLabel lblKuh_6 = new JLabel("Kuh7");
		lblKuh_6.setPreferredSize(new Dimension(40, 25));
		lblKuh_6.setBorder(new MatteBorder(1, 1, 1, 1, (Color) new Color(0, 0, 0)));
		panel.add(lblKuh_6);
		
		JLabel lblKuh_7 = new JLabel("Kuh8");
		lblKuh_7.setPreferredSize(new Dimension(40, 25));
		lblKuh_7.setBorder(new MatteBorder(1, 1, 1, 1, (Color) new Color(0, 0, 0)));
		panel.add(lblKuh_7);
		
		JLabel lblKuh_8 = new JLabel("Kuh9");
		lblKuh_8.setPreferredSize(new Dimension(40, 25));
		lblKuh_8.setBorder(new MatteBorder(1, 1, 1, 1, (Color) new Color(0, 0, 0)));
		panel.add(lblKuh_8);
		
		JLabel lblKuh_9 = new JLabel("Kuh10");
		lblKuh_9.setPreferredSize(new Dimension(40, 25));
		lblKuh_9.setBorder(new MatteBorder(1, 1, 1, 1, (Color) new Color(0, 0, 0)));
		panel.add(lblKuh_9);
		
		JPanel panel_1 = new JPanel();
		contentPane.add(panel_1, BorderLayout.CENTER);
		
		JLabel lblK = new JLabel("K1");
		lblK.setPreferredSize(new Dimension(40, 25));
		lblK.setBorder(new MatteBorder(1, 1, 1, 1, (Color) new Color(0, 0, 0)));
		lblK.setMaximumSize(new Dimension(24, 14));
		lblK.setMinimumSize(new Dimension(24, 14));
		panel_1.add(lblK);
		new Kuh(lblK);
		
		JLabel lblK_1 = new JLabel("K2");
		lblK_1.setBorder(new MatteBorder(1, 1, 1, 1, (Color) new Color(0, 0, 0)));
		lblK_1.setPreferredSize(new Dimension(40, 25));
		panel_1.add(lblK_1);
		new Kuh(lblK_1);
		
		JLabel lblK_2 = new JLabel("K3");
		lblK_2.setPreferredSize(new Dimension(40, 25));
		lblK_2.setBorder(new MatteBorder(1, 1, 1, 1, (Color) new Color(0, 0, 0)));
		panel_1.add(lblK_2);
		new Kuh(lblK_2);
		
		JLabel lblK_3 = new JLabel("K4");
		lblK_3.setBorder(new MatteBorder(1, 1, 1, 1, (Color) new Color(0, 0, 0)));
		lblK_3.setPreferredSize(new Dimension(40, 25));
		panel_1.add(lblK_3);
		new Kuh(lblK_3);
		
		JLabel lblK_4 = new JLabel("K5");
		lblK_4.setPreferredSize(new Dimension(40, 25));
		lblK_4.setBorder(new MatteBorder(1, 1, 1, 1, (Color) new Color(0, 0, 0)));
		panel_1.add(lblK_4);
		new Kuh(lblK_4);
		
		JLabel lblK_5 = new JLabel("K6");
		lblK_5.setBorder(new MatteBorder(1, 1, 1, 1, (Color) new Color(0, 0, 0)));
		lblK_5.setPreferredSize(new Dimension(40, 25));
		panel_1.add(lblK_5);
		new Kuh(lblK_5);
		
		JLabel lblK_6 = new JLabel("K7");
		lblK_6.setPreferredSize(new Dimension(40, 25));
		lblK_6.setBorder(new MatteBorder(1, 1, 1, 1, (Color) new Color(0, 0, 0)));
		panel_1.add(lblK_6);
	//	System.out.println(lblK_6.getName());
		new Kuh(lblK_6);
		
		JLabel lblK_7 = new JLabel("K8");
		lblK_7.setBorder(new MatteBorder(1, 1, 1, 1, (Color) new Color(0, 0, 0)));
		lblK_7.setPreferredSize(new Dimension(40, 25));
		panel_1.add(lblK_7);
		new Kuh(lblK_7);
		
		JLabel lblK_8 = new JLabel("K9");
		lblK_8.setPreferredSize(new Dimension(40, 25));
		lblK_8.setBorder(new MatteBorder(1, 1, 1, 1, (Color) new Color(0, 0, 0)));
		panel_1.add(lblK_8);
		new Kuh(lblK_8);
		
		JLabel lblK_9 = new JLabel("K10");
		lblK_9.setBorder(new MatteBorder(1, 1, 1, 1, (Color) new Color(0, 0, 0)));
		lblK_9.setPreferredSize(new Dimension(40, 25));
		panel_1.add(lblK_9);
		new Kuh(lblK_9);
		
		JPanel panel_2 = new JPanel();
		contentPane.add(panel_2, BorderLayout.SOUTH);
		
		JLabel lblMelkstation = new JLabel("Melkstation1");
		lblMelkstation.setPreferredSize(new Dimension(80, 25));
		lblMelkstation.setBorder(new MatteBorder(1, 1, 1, 1, (Color) new Color(0, 0, 0)));
		panel_2.add(lblMelkstation);
		
		JLabel lblK_10 = new JLabel("wait");
		lblK_10.setPreferredSize(new Dimension(40, 25));
		lblK_10.setBorder(new MatteBorder(1, 1, 1, 1, (Color) new Color(0, 0, 0)));
		panel_2.add(lblK_10);
		
		JLabel lblMelkstation_1 = new JLabel("Melkstation2");
		lblMelkstation_1.setPreferredSize(new Dimension(80, 25));
		lblMelkstation_1.setBorder(new MatteBorder(1, 1, 1, 1, (Color) new Color(0, 0, 0)));
		panel_2.add(lblMelkstation_1);
		
		JLabel lblK_11 = new JLabel("wait");
		lblK_11.setPreferredSize(new Dimension(40, 25));
		lblK_11.setBorder(new MatteBorder(1, 1, 1, 1, (Color) new Color(0, 0, 0)));
		panel_2.add(lblK_11);
		
		JLabel lblMelkstation_2 = new JLabel("Melkstation3");
		lblMelkstation_2.setPreferredSize(new Dimension(80, 25));
		lblMelkstation_2.setBorder(new MatteBorder(1, 1, 1, 1, (Color) new Color(0, 0, 0)));
		panel_2.add(lblMelkstation_2);
		
		JLabel lblK_12 = new JLabel("wait");
		lblK_12.setPreferredSize(new Dimension(40, 25));
		lblK_12.setBorder(new MatteBorder(1, 1, 1, 1, (Color) new Color(0, 0, 0)));
		panel_2.add(lblK_12);
	}
	
	public void actionPerformed(ActionEvent ae) {
		Object source = ae.getSource();
	//	if (source == ) ...
	}
	
	public static void main(String[] args) {
		EventQueue.invokeLater(new Runnable() {
			public void run() {
				try {
					View1 frame = new View1();
					frame.setVisible(true);
				} catch (Exception e) {
					e.printStackTrace();
				}
			}
		});		
	}
}

package consumer;
public class Melkstation  {
	// ... hier sollte wohl auch was rein :)
}

 

[Gonzo17]

Servus,

ich habe den Fehler nachvollziehen können und kann dir zumindest meine Beobachtungen schildern, auch wenn ich nicht weiß ob dir die helfen.

Um es etwas einfacher debuggen zu können habe ich das Problem auf eine Kuh beschränkt. Manchmal tritt das Problem auf, manchmal nicht. Beobachten konnte man aber, dass das Label zB schon auf 100% stand, während in der Konsole 99 zuletzt ausgegeben wurde. Dementsprechend muss irgendwas zwischen

label.setText(euter + "%");

und

System.out.println(" Wartezeit 1, euter:"+ euter);

dazu führen, dass der Thread hängen bleibt. Da gibts ja jetzt nicht gigantisch viele Möglichkeiten, entweder das sleep oder das wait. Wobei ich mich mit Threads zu wenig auskenne um das beurteilen zu können und auch ehrlich gesagt nicht verstehe wieso einmal das eine und das andere mal das andre verwendet wird. Nehme ich beide Aufrufe raus, kann ich den Fehler nicht reproduzieren. Hier müssten jetzt mal die Spezialisten ein Wort dazu sagen.

 

[Marco13]

Ist ja fies

Das "wait" sollte ein "sleep" sein.

 

[Gonzo17]

Ist ja fies

Das "wait" sollte ein "sleep" sein.

Scheint zu funktionieren. Hab jetzt das wait mit einem sleep ausgetauscht und es ein paar mal mit allen 10 Kühen probiert. Gab keinen "Hänger" mehr.

Marco13, kannst du erklären warum es beim wait zu diesen Problemen kam? Was genau macht wait im Gegensatz zu sleep?

 

[Marco13]

Sleep pausiert einfach nur den aktuellen Thread. Wait wartet auf ein notify. Steht auch alles ausführlicher in der Doku.

 

[char_]

hmmmm okay, also es funktioniert augenscheinlich mit einem sleep()
aber ich habe ganz bewusst wait() genommen aus folgender Überlegung heraus.

das erste sleep() in der for-Schleife ist dazu da,
den Thread wirklich schlafenzulegen.
Im endeffekt also dazu, dass die Prozentzahlen auf der GUI überhaupt zu sehen sind.

dann kommt das wait() wenn das Euter zu 75% gefüllt ist.
Es soll sich jetzt für die entsprechende Zeit an den Melkstationen anmelden und versuchen
innerhalb dieser Zeit ein notify() zu erhalten.
Gelingt dies, wird die Kuh gemolken,
wenn nicht, dann wird das Euter wieder um ein Prozent mehr gefüllt.

Mit sleep() wäre das nicht möglich, da man einen Thread nur aus dem wait() Zustand
und nicht aus dem sleep() Zustand mit notify() oder notifyAll() aufrufen kann.
So zumindest hab ich das verstanden ...

Oder wo ist mein Denkfehler?

 

[Marco13]

Ach so, da war ja was mit Consumern - das fehlte da ja noch, und dann macht das mit dem wait auch Sinn. Wobei... wait/notify wird von manchen Leuten schon als "zu Low-Level für den normalen Gebrauch" angesehen, und es wird empfohlen, sowas mit java.util.concurrent zu lösen. Das solltest du ggf. auch mal in Erwägung ziehen. (Aber zugegeben: Ich finde wait/notify in den meisten Fällen auch "bequemer"...)

Das beobachtete Verhalten liegt daran, dass bei [c]wait(0)[/c] nicht etwa 0 ms gewartet wird, sondern so lange, bis ein notify kommt - und das kommt nicht. Und bei dieser Random-Sache kommen eben manchmal 0 raus. Das Problem wäre also durch
wait(denRandomWert+1);
schon behoben.

Aber auch das Math.random ist nicht empfehlenswert: Mit java.util.Random kann man immer die gleiche Folge von Zufallszahlen erstellen wenn man will, das macht Fehler reproduzierbarer und das Debugging einfacher. Mit einer Ausgabe im Sinne von

int w = (int)(Math.random()*180);
System.out.println("Kuh wait "+w);
wait(w);
System.out.println("Kuh wait "+w+" DONE!");

wäre dir vielleicht aber auch so aufgefallen, dass es immer bei w==0 passiert...

 

[char_]

feiiiin,
ja darauf bin ich einfach nicht gekommen
werd das nachher mal abändern.

java.util.concurrent werd ich mir auch mal ansehen,
vllt ne 2te Version zum lernen machen.

Ich muss jetzt eh nochmals Bücher wälzen wie ich
der Melkstation klarmache, dass sie das notify() sendet wenn sie frei ist,
und dann das Euter auch ordnungsgemäß abgemelkt und geleert wird.

Da bin ich noch nicht so ganz hintergestiegen ... hoffe aber,
dass die ersten Schritte schon der richtige Weg sind.
Oder hast du vllt noch nen Tipp?

thx Marco13

 

[Marco13]

Naja, ich müßte mir das auch nochmal genauer anschauen und überlegen (auch wenn ich dann erstmal nicht widerstehen könnte, und das häßliche lblKuh_1 ... lblKuh_2341234 im GUI durch Schleifen und ggf. Arrays ersetzen würde ) aber das "vordergründigste" Problem ist, dass das 'wait' aufgerufen wird, während auf die jeweilige 'Kuh' synchronized ist. Diejenigen, die wait+notify verwenden, müssen auf dasSELBE Objekt synchronized sein. Man muss sich also überelegen, wie man Melkstation und Kuh zusammenbringt.

 

[Michael...]

Aufgrund des Codes bin ich mir nicht sicher, ob hier Programmiererfahrung und Vorhaben so wirklich zusammenpasst...
Wo wird notify aufgerufen und an welchem Objekt? Macht es Sinn, dass eine Kuh auf sich selbst "wartet"? Spontan würde ich sagen, die Kuh sollte auf ein notify der Melkstation warten.
Ist Dir das wait-notify-Konzept klar?