深入理解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:
publicclassMyObject{ synchronizedpublicvoidmethodA(){ //dosomething.... } synchronizedpublicvoidmethodB(){ //dosomeotherthing } } publicclassThreadAextendsThread{ privateMyObjectobject; //省略构造方法 @Override publicvoidrun(){ super.run(); object.methodA(); } } publicclassThreadBextendsThread{ privateMyObjectobject; //省略构造方法 @Override publicvoidrun(){ super.run(); object.methodB(); } } publicclassRun{ publicstaticvoidmain(String[]args){ MyObjectobject=newMyObject(); //线程A与线程B持有的是同一个对象:object ThreadAa=newThreadA(object); ThreadBb=newThreadB(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。
②while轮询的方式
代码如下:
importjava.util.ArrayList; importjava.util.List; publicclassMyList{ privateList<String>list=newArrayList<String>(); publicvoidadd(){ list.add("elements"); } publicintsize(){ returnlist.size(); } } importmylist.MyList; publicclassThreadAextendsThread{ privateMyListlist; publicThreadA(MyListlist){ super(); this.list=list; } @Override publicvoidrun(){ try{ for(inti=0;i<10;i++){ list.add(); System.out.println("添加了"+(i+1)+"个元素"); Thread.sleep(1000); } }catch(InterruptedExceptione){ e.printStackTrace(); } } } importmylist.MyList; publicclassThreadBextendsThread{ privateMyListlist; publicThreadB(MyListlist){ super(); this.list=list; } @Override publicvoidrun(){ try{ while(true){ if(list.size()==5){ System.out.println("==5,线程b准备退出了"); thrownewInterruptedException(); } } }catch(InterruptedExceptione){ e.printStackTrace(); } } } importmylist.MyList; importextthread.ThreadA; importextthread.ThreadB; publicclassTest{ publicstaticvoidmain(String[]args){ MyListservice=newMyList(); ThreadAa=newThreadA(service); a.setName("A"); a.start(); ThreadBb=newThreadB(service); b.setName("B"); b.start(); } }
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。
③wait/notify机制
代码如下:
importjava.util.ArrayList; importjava.util.List; publicclassMyList{ privatestaticList<String>list=newArrayList<String>(); publicstaticvoidadd(){ list.add("anyString"); } publicstaticintsize(){ returnlist.size(); } } publicclassThreadAextendsThread{ privateObjectlock; publicThreadA(Objectlock){ super(); this.lock=lock; } @Override publicvoidrun(){ try{ synchronized(lock){ if(MyList.size()!=5){ System.out.println("waitbegin" +System.currentTimeMillis()); lock.wait(); System.out.println("waitend" +System.currentTimeMillis()); } } }catch(InterruptedExceptione){ e.printStackTrace(); } } } publicclassThreadBextendsThread{ privateObjectlock; publicThreadB(Objectlock){ super(); this.lock=lock; } @Override publicvoidrun(){ try{ synchronized(lock){ for(inti=0;i<10;i++){ MyList.add(); if(MyList.size()==5){ lock.notify(); System.out.println("已经发出了通知"); } System.out.println("添加了"+(i+1)+"个元素!"); Thread.sleep(1000); } } }catch(InterruptedExceptione){ e.printStackTrace(); } } } publicclassRun{ publicstaticvoidmain(String[]args){ try{ Objectlock=newObject(); ThreadAa=newThreadA(lock); a.start(); Thread.sleep(50); ThreadBb=newThreadB(lock); b.start(); }catch(InterruptedExceptione){ e.printStackTrace(); } } }
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。
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