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[Java教程]JAVA多线程之线程间的通信方式

一,介绍

本总结我对于JAVA多线程中线程之间的通信方式的理解,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。

 

②while轮询的方式

代码如下:

 1 import java.util.ArrayList; 2 import java.util.List; 3  4 public class MyList { 5  6   private List<String> list = new ArrayList<String>(); 7   public void add() { 8     list.add("elements"); 9   }10   public int size() {11     return list.size();12   }13 }14 15 import mylist.MyList;16 17 public class ThreadA extends Thread {18 19   private MyList list;20 21   public ThreadA(MyList list) {22     super();23     this.list = list;24   }25 26   @Override27   public void run() {28     try {29       for (int i = 0; i < 10; i++) {30         list.add();31         System.out.println("添加了" + (i + 1) + "个元素");32         Thread.sleep(1000);33       }34     } catch (InterruptedException e) {35       e.printStackTrace();36     }37   }38 }39 40 import mylist.MyList;41 42 public class ThreadB extends Thread {43 44   private MyList list;45 46   public ThreadB(MyList list) {47     super();48     this.list = list;49   }50 51   @Override52   public void run() {53     try {54       while (true) {55         if (list.size() == 5) {56           System.out.println("==5, 线程b准备退出了");57           throw new InterruptedException();58         }59       }60     } catch (InterruptedException e) {61       e.printStackTrace();62     }63   }64 }65 66 import mylist.MyList;67 import extthread.ThreadA;68 import extthread.ThreadB;69 70 public class Test {71 72   public static void main(String[] args) {73     MyList service = new MyList();74 75     ThreadA a = new ThreadA(service);76     a.setName("A");77     a.start();78 79     ThreadB b = new ThreadB(service);80     b.setName("B");81     b.start();82   }83 }

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:JAVA多线程之当一个线程在执行死循环时会影响另外一个线程吗?

 

③wait/notify机制

代码如下:

 1 import java.util.ArrayList; 2 import java.util.List; 3  4 public class MyList { 5  6   private static List<String> list = new ArrayList<String>(); 7  8   public static void add() { 9     list.add("anyString");10   }11 12   public static int size() {13     return list.size();14   }15 }16 17 18 public class ThreadA extends Thread {19 20   private Object lock;21 22   public ThreadA(Object lock) {23     super();24     this.lock = lock;25   }26 27   @Override28   public void run() {29     try {30       synchronized (lock) {31         if (MyList.size() != 5) {32           System.out.println("wait begin "33               + System.currentTimeMillis());34           lock.wait();35           System.out.println("wait end "36               + System.currentTimeMillis());37         }38       }39     } catch (InterruptedException e) {40       e.printStackTrace();41     }42   }43 }44 45 46 public class ThreadB extends Thread {47   private Object lock;48 49   public ThreadB(Object lock) {50     super();51     this.lock = lock;52   }53 54   @Override55   public void run() {56     try {57       synchronized (lock) {58         for (int i = 0; i < 10; i++) {59           MyList.add();60           if (MyList.size() == 5) {61             lock.notify();62             System.out.println("已经发出了通知");63           }64           System.out.println("添加了" + (i + 1) + "个元素!");65           Thread.sleep(1000);66         }67       }68     } catch (InterruptedException e) {69       e.printStackTrace();70     }71   }72 }73 74 public class Run {75 76   public static void main(String[] args) {77 78     try {79       Object lock = new Object();80 81       ThreadA a = new ThreadA(lock);82       a.start();83 84       Thread.sleep(50);85 86       ThreadB b = new ThreadB(lock);87       b.start();88     } catch (InterruptedException e) {89       e.printStackTrace();90     }91   }92 }

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。

关于wait/notify更多内容,可参考:JAVA多线程之wait/notify