JAVA多线程间通讯常用实现方法解析

如何实现线程间通讯，有如下三种方法：

1、使用Semaphore (信号量)类来控制线程的等待和释放
功能：三个线程 a 、b 、c 并发运行，b,c 需要 a 线程的数据怎么实现
分析：考虑到多线程的不确定性， 因此我们不能确保 ThreadA 就一定先于 ThreadB 和 ThreadC 前执行，就算 ThreadA先执行了， 我们也无法保证 ThreadA 什么时候才能将变量 num 给初始化完成。 因此我们必须让 ThreadB 和 Thread去等待 ThreadA 完成任何后发出的消息
解决方案：解决上面的难题我能想到的两种方案，一是使用纯 Java API 的 Semaphore 类来控制线程的等待和释放，二是使用 Android 提供的 Handler 消息机制，此处不举列说明；

import java.util.concurrent.Semaphore;
public class ThreadCommunication {
  private static int num;
  /**
   * 定义一个信号量，该类内部维持了多个线程锁，可以阻塞多个线程，释放多个线程， 线程的阻塞和释放是通过 permit 概念来实现的。线程通过semaphore.acquire()方法获取 permit，如果当前 semaphore 有 permit 则分配给该线程，如果没有则阻塞该线程直到 semaphore 调用 release（）方法释放 permit。
   * 构造函数  Semaphore(int permits) ： 创建具有给定的许可数和非公平的公平设置的 Semaphore
   */
  private static Semaphore semaphore = new Semaphore(0);//表示初始时没有可用的permit

  public static void main(String[] args) {

    Thread threadA = new Thread(new Runnable() {

      public void run() {
        try {
          // 模拟耗时操作之后初始化变量 num
          Thread.sleep(1000);
          num = 1;
          // 初始化完参数后释放两个 permit
          semaphore.release(2);

        } catch (InterruptedException e) {
          e.printStackTrace();
        }
        System.out.println(Thread.currentThread().getName()
            + "获取到 num 的值为：" + num);
      }
    },"threadA");
    Thread threadB = new Thread(new Runnable() {

      public void run() {
        try {
      // 获取 permit，如果 semaphore 没有可用的 permit 则等待，如果有则消耗一个
          semaphore.acquire();
        } catch (InterruptedException e) {
          e.printStackTrace();
        }
        System.out.println(Thread.currentThread().getName()
            + "获取到 num 的值为：" + num);
      }
    },"threadB");
    Thread threadC = new Thread(new Runnable() {

      public void run() {
        try {
          // 获取 permit，如果 semaphore 没有可用的 permit 则等待，如果有则消耗一个
          semaphore.acquire();
        } catch (InterruptedException e) {
          e.printStackTrace();
        }
        System.out.println(Thread.currentThread().getName()
            + "获取到 num 的值为：" + num);
      }
    },"threadC");
    // 同时开启 3 个线程
    threadA.start();
    threadB.start();
    threadC.start();

  }
}

运行结果：

threadA获取到 num 的值为：1
threadB获取到 num 的值为：1
threadC获取到 num 的值为：1

2、发送信号的一个简单方式是在共享对象的变量里设置信号值，通过join方法实现

线程间通信可以通过发送信号，发送信号的一个简单方式是在共享对象的变量里设置信号值(并提供set和get方法)。线程 A 在一个同步块里设置 boolean 型成员变量 hasDataToProcess 为 true，线程 B 也在同步块里读取 hasDataToProcess这个成员变量。

package threadLearning.waitSleepExchage;
public class ThreadCommunication2 {
  // 共享的变量
  private boolean hasDataToProcess = false;

  // 取值
  public boolean getHasDataToProcess() {
    return hasDataToProcess;
  }

  // 存值
  public void setHasDataToProcess(boolean hasDataToProcess) {
    this.hasDataToProcess = hasDataToProcess;
  }

  public static void main(String[] args) {
    // 同一个对象
    final ThreadCommunication2 my = new ThreadCommunication2();
    // 线程 1 设置 hasDataToProcess 值为 true
    final Thread t1 = new Thread(new Runnable() {
      public void run() {
        my.setHasDataToProcess(true);
      }
    });
    t1.start();
    // 线程 2 取这个值 hasDataToProcess
    Thread t2 = new Thread(new Runnable() {
      public void run() {
        try {
          // 等待线程 1 完成然后取值
          t1.join();
        } catch (InterruptedException e) {
          e.printStackTrace();
        }
        my.getHasDataToProcess();
        System.out.println("t1 改变以后的值：" + my.getHasDataToProcess());
      }
    });
    t2.start();
  }
}

运行结果为：t1 改变以后的值：true

3、发送信号的一个简单方式是在共享对象的变量里设置信号值，通过wait方法实现

项目功能简介：
线程A 对Person的姓名和年龄进行赋值，线程B对获取同一个Person的姓名和年龄并输出。
如果线程A没有赋值完成，那么线程B则处于等待状态，在线程A赋值完成后唤醒线程B进行输出
如果线程B没有输出完成，那么线程A则处于等待状态，在线程B输出完成后唤醒线程A进行赋值

class Person {
  String name;
  String gender;
  boolean flag = false;// (标记)默认不输出,即先进行输入后才能输出
}

class Input implements Runnable {
  private Person p;
  private int n = 0;

  public Input(Person p) {
    this.p = p;
  }

  public void run() {
    // 别忘了while(true)！！
    while (true) {
      synchronized (p) {// 两个Runnable用同一个Person初始化，就可保证p是同一个且唯一
        if (p.flag) {
          try {
            p.wait();
          } catch (InterruptedException e) {
          }

        }
        // not "else"
        if (n == 0) {
          p.name = "Jason";
          p.gender = "男";
        } else {
          p.name = "Lily";
          p.gender = "女";
        }
        n = (n + 1) % 2;//是的n在1和0之间切换取值
        p.flag = true;// 修改标志位
        p.notify();// 唤醒另一个
      }
    }
  }

}

class Output implements Runnable {
  private Person p;

  public Output(Person p) {
    this.p = p;
  }

  public void run() {
    // 别忘了while(true)！！
    while (true) {
      synchronized (p) {
        // 仍然是判断标志位，和上面的线程轮流等待，唤醒
        if (!p.flag) {
          try {
            p.wait();
          } catch (InterruptedException e) {
          }
        }
        System.out.println(p.name + "..." + p.gender);
        // 别忘了改变标志位和唤醒另一个
        p.flag = false;// 让自己回来等待
        p.notify();// 同一个锁，唤醒锁上的另一个线程
      }// 问题：一个线程再次进入锁，等待，另一个进程在此前唤醒了，此时能进入锁执行吗？-->能，wait()即会释放锁，也释放执行资格！
    }
  }
}

public class WaitSleepTest1 {
  public static void main(String[] args) {
    Person p = new Person();

    new Thread(new Input(p)).start();
    new Thread(new Output(p)).start();
  }
}

运行结果为：

Jason...男
Lily...女
Jason...男
Lily...女
Jason...男
Lily...女
Jason...男
Lily...女
Jason...男
Lily...女
Jason...男

备注：

• wait和sleep的区别：
• wait():释放资源，释放锁
• sleep():释放资源，不释放锁
• wait():Object的方法，用在同步当中，是同步锁的方法，以锁控制线程
  s* leep():线程类Thread本身的静态方法
• wait(),notify(),notifyAll()方法是用在同步当中的：必须是同步当中的同一把锁操作线程。

所以这几个方法是Object的方法。试想想不在同步中的多线程，由于抢夺执行权结果不定，控制无意义。

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