java实现线程间通信的四种方式
本文主要针对JAVA多线程中线程之间的通信方式进行分析解释，主要以代码结合文字的方式来讨论线程间的通信。
synchronized同步
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。
while轮询
其实就是多线程同时执行，会牺牲部分CPU性能。
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。
import java.util.ArrayList;
import java.util.List;
public class MyList {
private List list = new ArrayList();
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();
}
} wait/notify机制
public class MyList {
private static List list = new ArrayList();
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("Interruption!!!");
//lock.wait();
lock.notify();
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");
lock.wait();
}
System.out.println("添加了" + (i + 1) + "个元素!");
Thread.sleep(1000);
}
}
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
}
}
public class Test {
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();
}
}
} wait begin 1498007974397
添加了1个元素!
添加了2个元素!
添加了3个元素!
添加了4个元素!
已经发出了通知
Interruption!!!
添加了5个元素!
添加了6个元素!
添加了7个元素!
添加了8个元素!
添加了9个元素!
添加了10个元素!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。
管道通信
管道流主要用来实现两个线程之间的二进制数据的传播，下面以PipedInputStream类和PipedOutputStream类为例，实现生产者-消费者：
package test.pipe;
import java.io.IOException;
import java.io.PipedInputStream;
import java.io.PipedOutputStream;
/**
* 我们以数字替代产品 生产者每5秒提供5个产品，放入管道
*/
class MyProducer extends Thread {
private PipedOutputStream outputStream;
private int index = 0;
public MyProducer(PipedOutputStream outputStream) {
this.outputStream = outputStream;
}
@Override
public void run() {
while (true) {
try {
for (int i = 0; i < 5; i++) {
outputStream.write(index++);
}
} catch (IOException e) {
e.printStackTrace();
}
try {
Thread.sleep(5000);
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
}
}
}
/**
* 消费者每0.5秒从管道中取1件产品，并打印剩余产品数量，并打印产品信息（以数字替代）
*/
class MyConsumer extends Thread {
private PipedInputStream inputStream;
public MyConsumer(PipedInputStream inputStream) {
this.inputStream = inputStream;
}
@Override
public void run() {
while (true) {
try {
Thread.sleep(500);
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
try {
int count = inputStream.available();
if (count > 0) {
System.out.println("rest product count: " + count);
System.out.println("get product: " + inputStream.read());
}
} catch (IOException e1) {
e1.printStackTrace();
}
}
}
}
public class PipeTest1 {
public static void main(String[] args) {
PipedOutputStream pos = new PipedOutputStream();
PipedInputStream pis = new PipedInputStream();
try {
pis.connect(pos);
} catch (IOException e) {
e.printStackTrace();
}
new MyProducer(pos).start();
new MyConsumer(pis).start();
}
}