Java线程间的通信方式详解

2019-11-26 14:20:48

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供稿：网友

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，具体内容如下

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：

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。

②while轮询的方式

代码如下：

import java.util.ArrayList;import java.util.List;public class MyList { private List<String> list = new ArrayList<String>(); 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(); }}

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。关于线程的轮询的影响，可参考：Java中一个线程执行死循环有什么后果

③wait/notify机制

代码如下：

import java.util.ArrayList;import java.util.List;public class MyList { private static List<String> list = new ArrayList<String>(); 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("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");     }     System.out.println("添加了" + (i + 1) + "个元素!");     Thread.sleep(1000);    }   }  } catch (InterruptedException e) {   e.printStackTrace();  } }}public class Run { 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();  } }}

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。

以上就是本文的全部内容，希望对大家学习Java程序设计有所帮助。

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