线程通信
对上次多线程编程步骤补充（中部）：
- 创建资源类，在资源类中创建属性和操作方法
- 在资源类里面操作
- 判断
- 干活
- 通知
- 创建多个线程，调用资源类的操作方法
线程通信的实现例子：
两个线程，实现对一个初始变量为0进行操作，一个线程对其+1，一个线程对其-1，使得变量结果不改变
使用Synchronized实现的线程通信：
package com.JUC;
/**
* 创建资源类
*/
class Share{
//初始值
private int number = 0;
//创建方法
public synchronized void incr() throws InterruptedException {
//判断 干活 通知
if(number != 0){
this.wait();
}
number++;
System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"::"+number);
//通知其他线程
this.notifyAll();
//System.out.println(this.getClass());
}
public synchronized void decr() throws InterruptedException {
if(number != 1){
this.wait();
}
number--;
System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"::"+number);
//唤醒其他的线程，这里的this指代在方法中指调用该方法的对象
this.notifyAll();
}
}
public class ThreadSignaling {
public static void main(String[] args) throws InterruptedException {
Share share = new Share();
new Thread(()->{
for (int i = 0; i < 10; i++) {
try {
share.incr();
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
}
},"AAA").start();
new Thread(()->{
for (int i = 0; i < 10; i++) {
try {
share.decr();
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
}
},"BBB").start();
}
}
volatile和synchronized关键字
volatile:即可见性，当修改一个变量的时候，如果该变量是通过volatile修饰的，那么其他所有的线程都会感知到该变量的变化情况。
如果不使用该关键字的话：
可见性是指当多个线程访问同一个变量时，一个线程修改了这个变量的值，其他线程能够立即看得到修改的值。
举个简单的例子，看下面这段代码：
//线程1执行的代码 int i = 0; i = 10; //线程2执行的代码 j = i;假若执行线程1的是CPU1，执行线程2的是CPU2。由上面的分析可知，当线程1执行 i =10这句时，会先把i的初始值加载到CPU1的高速缓存中，然后赋值为10，那么在CPU1的高速缓存当中i的值变为10了，却没有立即写入到主存当中。
此时线程2执行 j = i，它会先去主存读取i的值并加载到CPU2的缓存当中，注意此时内存当中i的值还是0，那么就会使得j的值为0，而不是10.
这就是可见性问题，线程1对变量i修改了之后，线程2没有立即看到线程1修改的值
上述的解释其实可以对应到书中的以下片段：
Java支持多个线程同时访问一个对象或者对象的成员变量，由于每个线程可以拥有这个变量的拷贝（虽然对象以及成员变量分配的内存是在共享内存中的，但是每个执行的线程还是可以拥有一份拷贝，这样做的目的是加速程序的执行，这是现代多核处理器的一个显著特性），所以程序在执行过程中，一个线程看到的变量并不一定是最新的。
使用关键字synchronized可以修饰方法或者同步块；
作用：确保多个线程在同一时刻，只能由一个线程处于方法或者同步块中，它保证了线程对变量访问的可见性和排他性。
任何一个对象都有其对应的监视器，当这个对象由同步块或者同步方法调用的时候，需要进行以下逻辑：
任意线程对Object（Object由synchronized保护）的访问，首先要获得Object的监视器。如果获取失败，线程进入同步队列，线程状态变为BLOCKED。当访问Object的前驱（获得了锁的线程）释放了锁，则该释放操作唤醒阻塞在同步队列中的线程，使其重新尝试对监视器的获取。
Condition的使用
与synchronized再做一个比较：
Lock 替代了 synchronized 方法和语句的使用，Condition 替代了 Object 监视器方法wait notify和notifyAll的使用；
使用Lock condition接口实现买票：
package com.JUC;
import java.util.concurrent.locks.Condition;
import java.util.concurrent.locks.Lock;
import java.util.concurrent.locks.ReentrantLock;
class shareDemo {
private Lock lock = new ReentrantLock();
private Condition condition = lock.newCondition();
private int number = 0;
public void inc() throws InterruptedException {
lock.lock();
try{
while(number != 0){
condition.await();
}
number++;
System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"::"+number);
/**
* 唤醒多有等待的线程
*/
condition.signalAll();
}finally {
lock.unlock();
}
}
public void sub(){
lock.lock();
try{
while(number != 1){
condition.await();
}
number--;
System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"::"+number);
/**
* 唤醒多有等待的线程
*/
condition.signalAll();
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
} finally {
lock.unlock();
}
}
}
public class ConditionLocal {
public static void main(String[] args) {
shareDemo share = new shareDemo();
new Thread(()->{
for (int i = 0; i < 10; i++) {
try {
share.inc();
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
}
},"AAA").start();
new Thread(()->{
for (int i = 0; i < 10; i++) {
share.sub();
}
},"BBB").start();
new Thread(()->{
for (int i = 0; i < 10; i++) {
try {
share.inc();
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
}
},"CCC").start();
new Thread(()->{
for (int i = 0; i < 10; i++) {
share.sub();
}
},"DDD").start();
}
}
在书籍4.3.1-4.3.3对应的其实是该文章中线程通信的例子。
管道输入/输出流：
线程间通信的方式还有管道输入/输出流：与文件的输入输出不同的是，它主要用于线程间的数据传输，传输的媒介是内存；
以下是书中的内容：
管道输入/输出流主要包括了如下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。
实现例子：
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
package com.JUC;
import java.io.IOException;
import java.io.PipedReader;
import java.io.PipedWriter;
public class PipeInOut {
public static void main(String[] args) throws IOException {
PipedWriter out = new PipedWriter();
PipedReader in = new PipedReader();
//将输入流和输出流进行连接，否则会出现IO错误
out.connect(in);
//创建print线程来接收Main中的输入
Thread thread = new Thread(new Print(in),"PrintThread");
//开启该线程，开始接收数据
thread.start();
int receive = 0;
try {
//接收输入的数据并赋值
while((receive = System.in.read()) != -1){
out.write(receive);
}
}finally{
out.close();
}
}
static class Print implements Runnable {
private PipedReader in;
public Print(PipedReader in) {
this.in = in;
}
@Override
public void run() {
int receive = 0;
try {
while((receive = in.read()) != -1){
System.out.print((char) receive);
}
}catch(IOException ex){
}
}
}
}
Thread.join()的使用
书中的定义：其含义是：当前线程A等待thread线程终止之后才从thread.join()返回；感觉不太好理解；
Java 7 Concurrency Cookbook
是主线程等待子线程的终止。也就是说主线程的代码块中，如果碰到了t.join()方法，此时主线程需要等待（阻塞），等待子线程结束了(Waits for this thread to die.),才能继续执行t.join()之后的代码块。
例子：
package com.JUC;
import java.util.concurrent.TimeUnit;
public class Join {
public static void main(String[] args) throws InterruptedException {
Thread previous = Thread.currentThread();
for (int i = 0; i < 10; i++) {
// 每个线程拥有前一个线程的引用，需要等待前一个线程终止，才能从等待中返回
Thread thread = new Thread(new Domino(previous), String.valueOf(i));
thread.start();
previous = thread;
}
TimeUnit.SECONDS.sleep(5);
//主线程
System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"--terminate.");
}
static class Domino implements Runnable {
private Thread thread;
public Domino(Thread thread) {
this.thread = thread;
}
@Override
public void run() {
try {
thread.join();
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
//子线程
System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"---Terminate.");
}
}
}
每个线程终止的前提是前驱线程的终止，每个线程等待前驱线程终止后，才从join()方法返回;
我们查看下join方法的源码可以发现其中也是用的synchronized修饰的；
public final void join() throws InterruptedException {
join(0);
}
public final synchronized void join(long millis)
throws InterruptedException {
long base = System.currentTimeMillis();
long now = 0;
if (millis < 0) {
throw new IllegalArgumentException("timeout value is negative");
}
if (millis == 0) {
while (isAlive()) {
wait(0);
}
} else {
while (isAlive()) {
long delay = millis - now;
if (delay <= 0) {
break;
}
wait(delay);
now = System.currentTimeMillis() - base;
}
}
}
关于书中的4.3.6ThreadLocal的使用可以看下以前写的文章：点击进入
参考：
《JUC并发编程的艺术》
《【尚硅谷】大厂必备技术之JUC并发编程》