线程通信:Java多线程:详解线程间通信的四种方式

 2021-07-02 5:25    77  

一线程通信,介绍

线程通信:Java多线程:详解线程间通信的四种方式

本总结我对于JAVA多线程中线程之间的通信方式的理解线程通信,主要以代码结合文字的方式来讨论线程间的通信,故摘抄了书中的一些示例代码。

二线程通信,线程间的通信方式

①同步

这里讲的同步是指多个线程通过synchronized关键字这种方式来实现线程间的通信。

参考示例:

public class MyObject { synchronized public void methodA() { //do something.... } synchronized public void methodB() { //do some other thing }}public class ThreadA extends Thread { private MyObject object;//省略构造方法 @Override public void run() { super.run(); object.methodA(); }}public class ThreadB extends Thread { private MyObject object;//省略构造方法 @Override public void run() { super.run(); object.methodB(); }}public class Run { public static void main(String[] args) { MyObject object = new MyObject(); //线程A与线程B 持有的是同一个对象:object ThreadA a = new ThreadA(object); ThreadB b = new ThreadB(object); a.start(); b.start(); }}由于线程A和线程B持有同一个MyObject类的对象object,尽管这两个线程需要调用不同的方法,但是它们是同步执行的,比如:线程B需要等待线程A执行完了methodA()方法之后,它才能执行methodB()方法。这样,线程A和线程B就实现了 通信。

这种方式,本质上就是“共享内存”式的通信。多个线程需要访问同一个共享变量,谁拿到了锁(获得了访问权限),谁就可以执行。

②while轮询的方式

代码如下:

import java.util.ArrayList;import java.util.List;public class MyList { private List<String> list = new ArrayList<String>(); public void add() { list.add("elements"); } public int size() { return list.size(); }}import mylist.MyList;public class ThreadA extends Thread { private MyList list; public ThreadA(MyList list) { super(); this.list = list; } @Override public void run() { try { for (int i = 0; i < 10; i++) { list.add(); System.out.println("添加了" + (i + 1) + "个元素"); Thread.sleep(1000); } } catch (InterruptedException e) { e.printStackTrace(); } }}import mylist.MyList;public class ThreadB extends Thread { private MyList list; public ThreadB(MyList list) { super(); this.list = list; } @Override public void run() { try { while (true) { if (list.size() == 5) { System.out.println("==5, 线程b准备退出了"); throw new InterruptedException(); } } } catch (InterruptedException e) { e.printStackTrace(); } }}import mylist.MyList;import extthread.ThreadA;import extthread.ThreadB;public class Test { public static void main(String[] args) { MyList service = new MyList(); ThreadA a = new ThreadA(service); a.setName("A"); a.start(); ThreadB b = new ThreadB(service); b.setName("B"); b.start(); }}在这种方式下,线程A不断地改变条件,线程ThreadB不停地通过while语句检测这个条件(list.size()==5)是否成立 ,从而实现了线程间的通信。但是这种方式会浪费CPU资源。之所以说它浪费资源,是因为JVM调度器将CPU交给线程B执行时,它没做啥“有用”的工作,只是在不断地测试 某个条件是否成立。就类似于现实生活中,某个人一直看着手机屏幕是否有电话来了,而不是: 在干别的事情,当有电话来时,响铃通知TA电话来了。

关于线程的轮询的影响,可参考:

/hapjin/p/5467984.html这种方式还存在另外一个问题:

轮询的条件的可见性问题,关于内存可见性问题,可参考:

/hapjin/p/5492880.html线程都是先把变量读取到本地线程栈空间,然后再去再去修改的本地变量。因此,如果线程B每次都在取本地的 条件变量,那么尽管另外一个线程已经改变了轮询的条件,它也察觉不到,这样也会造成死循环。

③wait/notify机制

代码如下:

import java.util.ArrayList;import java.util.List;public class MyList { private static List<String> list = new ArrayList<String>(); public static void add() { list.add("anyString"); } public static int size() { return list.size(); }}public class ThreadA extends Thread { private Object lock; public ThreadA(Object lock) { super(); this.lock = lock; } @Override public void run() { try { synchronized (lock) { if (MyList.size() != 5) { System.out.println("wait begin " + System.currentTimeMillis()); lock.wait(); System.out.println("wait end " + System.currentTimeMillis()); } } } catch (InterruptedException e) { e.printStackTrace(); } }}public class ThreadB extends Thread { private Object lock; public ThreadB(Object lock) { super(); this.lock = lock; } @Override public void run() { try { synchronized (lock) { for (int i = 0; i < 10; i++) { MyList.add(); if (MyList.size() == 5) { lock.notify(); System.out.println("已经发出了通知"); } System.out.println("添加了" + (i + 1) + "个元素!"); Thread.sleep(1000); } } } catch (InterruptedException e) { e.printStackTrace(); } }}public class Run { public static void main(String[] args) { try { Object lock = new Object(); ThreadA a = new ThreadA(lock); a.start(); Thread.sleep(50); ThreadB b = new ThreadB(lock); b.start(); } catch (InterruptedException e) { e.printStackTrace(); } }}线程A要等待某个条件满足时(list.size()==5),才执行操作。线程B则向list中添加元素,改变list 的size。

A,B之间如何通信的呢?也就是说,线程A如何知道 list.size() 已经为5了呢?

这里用到了Object类的 wait() 和 notify() 方法。

当条件未满足时(list.size() !=5),线程A调用wait() 放弃CPU,并进入阻塞状态。---不像②while轮询那样占用CPU

当条件满足时,线程B调用 notify()通知 线程A,所谓通知线程A,就是唤醒线程A,并让它进入可运行状态。

这种方式的一个好处就是CPU的利用率提高了。

但是也有一些缺点:比如,线程B先执行,一下子添加了5个元素并调用了notify()发送了通知,而此时线程A还执行;当线程A执行并调用wait()时,那它永远就不可能被唤醒了。因为,线程B已经发了通知了,以后不再发通知了。这说明:通知过早,会打乱程序的执行逻辑。

④管道通信

就是使用java.io.PipedInputStream 和 java.io.PipedOutputStream进行通信

具体就不介绍了。分布式系统中说的两种通信机制:共享内存机制和消息通信机制。感觉前面的①中的synchronized关键字和②中的while轮询 “属于” 共享内存机制,由于是轮询的条件使用了volatile关键字修饰时,这就表示它们通过判断这个“共享的条件变量“是否改变了,来实现进程间的交流。

而管道通信,更像消息传递机制,也就是说:通过管道,将一个线程中的消息发送给另一个。

关于wait/notify更多内容,可参考:

/hapjin/p/5492645.html最后,我自己是一名从事了多年开发的Java老程序员,辞职目前在做自己的Java私人定制课程,今年年初我花了一个月整理了一份最适合2019年学习的Java学习干货,可以送给每一位喜欢Java的小伙伴,想要获取的可以关注我的头条号并在后台私信我:01,即可免费获取。

本文标签:详解线程多线

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