并发编程线程通信之管道流

前言

在并发编程中，需要处理两个问题：线程之间如何通信及线程之间如何同步。通知是指线程之间以何种机制来交换信息。在命令式编程中，线程之间的通信机制有两种：共享内存和消息传递。

在共享内存的并发模型里，线程之间共享程序的公共状态，通过写-读内存中的公共状态进行隐式通信。而子啊消息传递的并发模型里，线程之间没有公共状态，线程之间必须通过发送消息来显式进行通信。

Java 的并发才作用的是共享内存模型，Java线程之间的通信总是隐式进行，整个通信过程对程序员完全透明。

而Java中还有另一种用的比较少的线程间的通信方式：管道流。

如何使用？

管道输入/输入流和普通的文件输入/输出流或者网络输入/输出流不同之处在于，它主要用于线程之间的数据传输，而传输的媒介为内存。

管道输入/输入流主要包括了如下4种具体实现：PipedOutputStream，PipedInputStream，PipedReader 和 PipedWriter，前两种面向字节，而后两种面向字符。

我们先来一个例子看看：

public class PipedStreamDemo {

  public static void main(String[] args) throws IOException {
    PipedWriter writer = new PipedWriter();
    PipedReader reader = new PipedReader();
    PipedInputStream inputStream = new PipedInputStream();
    PipedOutputStream outputStream = new PipedOutputStream();

    // 将输出流和输入流连接
    writer.connect(reader);
    Thread printThread = new Thread(new Print(reader));

    printThread.start();

    int receive;

    try {
      while ((receive = System.in.read()) != -1) {
        // 从main线程写到 print 线程
        writer.write(receive);
      }
    } finally {
      writer.close();
    }


  }

  static class Print implements Runnable {

    private PipedReader in;

    public Print(PipedReader in) {
      this.in = in;
    }

    @Override
    public void run() {
      int receive;

      try {
        while ((receive = in.read()) != -1) {
          // 读取 main 线程发送过来的数据并打印
          System.out.print((char) receive);
        }
      } catch (Exception e) {
        e.printStackTrace();
      }
    }
  }


}

上面的代码种，创建了 printThread，它用来接受 main 线程的输入，任何 main 线程的输入均通过 PipedWriter 写入，而 printThread 在另一端通过 PipedReader 将内容读出并打印。

对于 Piped 类型的流，必须先要进行绑定，也就是调用 connect 方法，如果没有将输入 / 输出流绑定起来，对于该流的访问将会抛出异常。

而作为这两个类连接的重要方法 connect 方法式如何实现的呢？

    public synchronized void connect(PipedReader snk) throws IOException {
        if (snk == null) {
            throw new NullPointerException();
        } else if (sink != null || snk.connected) {
            throw new IOException("Already connected");
        } else if (snk.closedByReader || closed) {
            throw new IOException("Pipe closed");
        }

        sink = snk;
        snk.in = -1;
        snk.out = 0;
        snk.connected = true;
    }

首先参数判断，然后将输入流设置为输出流的 sink 属性。这样就将两个流关联了起来。实现了两个线程的通信。

总结

总的来说，该类的应用场景并不是很多，只是我们应该知道另一种线程通信的方式。嗯，就酱。

good luck ！！！！