JAVA-初步认识-第十四章-线程间通信-示例

Posted 2020-10-17 照破山河万朵

一. 引言

之前讲述了线程的基本使用，卖票和存钱。卖票相当于把资源都释放出来，被别人获取到。而存钱，则是把数据都存进去。

现在，我们将线程进行了改变。以前是多个线程在执行同一个动作，无论是继承还是实现，都是一个run方法。换句话说，就是一个线程任务，多线程在同时执行一个任务。只不过它们是分别存放在了自己不同的线程栈里面，再进行统一运行，但是动作是一样的，比如说四个人都是卖票。

现在要讲述的是线程间通信。何谓通信，线程还是多个，但是运行的任务却变得不一样了。有个特点，它们处理的资源是一样的。

以前是处理同一个资源，同一个动作，现在不是了。

现在把线程间通信给大家讲述一下。

二. 线程通信程序的构建和问题

具体的内容我们是清楚地，但是叫通信有点奇怪。

先讲述具体的例子，再将例子抽象成程序。

用现实语句描述是这样的，Resource中有name和sex，input负责不断的更新name和sex，而output负责将原先的name和sex输出。为了更好的处理这两个动作，它们二者可以相互切换。

现在怎么将这个情况变成程序呢？

我们是对Resource中的name和sex进行操作，数据比较多，对其进行封装成对象，这样方便处理。

input在输入的同时，output在输出，两者同时操作。如果output不及时输出，那么将有部分数据被覆盖。这样一来就涉及多线程技术了。在这里的多线程中，input和output的任务还不一样。同时运行是没有问题的，但是任务完全不一样。任务不一样，就意味着我们要进行单独地封装。有两个任务对象，就表明有两个run方法，要分别封装在两个类当中(为什么任务也要单独封装成类？设定在资源类中不行么？我知道了，应该是两个run方法不能在同一个类中。如果可以的话，就是重载，重载怎么调用？)。因此到这里，有三个类，Resource类，input类，output类。

三个类中，我们先完善了输出类。输出不是一次就行的，因此设计了while(true)，至于为什么是这样设计，以后会讲述到。在输出时，输出的是name和sex，但是这两者都是其他类的，因此要创建对象来调用。

紧接着，我们看一下输入，先不做切换，只是做一下简单的动作。

输入也不是一次的，也是多次。同时也要创建对象来接收name和sex数据。但这这样写不合适，因为输入和输出用的是两个资源，各自有各自的new Resource()；这个就是问题。我们要求的是输入和输出是同一个资源。

有人说干脆静态，将变量name和sex静态(我猜说的变量的静态)，之前卖票的时候讨论过这个问题，认为是设置成对象比较靠谱。只是静态变量不是很好。

现在资源不一样怎么办呢？将其变成单例，这个是可以的。但是单例一样有个局限性，就是只能出现一个对象，就和说的卖票一样，一个对象还是一百张票(我觉着可能是限制性太大了，只能是一个对象？)  

可以肯定的是在输入类中，不能new对象(要和输出保持同一个对象)，但是还要操作资源。可行的方法就是传参递，把参数传递进来。

怎么做呢？搞个函数传递。在外面把对象建立好，分别传递给输入和输出。(这个外面建立的对象，貌似要起的作用挺多，同时照顾两个类的操作)

能接收参数的方法有两种形式，要么是一般方法值，要么是构造函数。我们这是任务，处理资源，这就意味着任务一对象初始化就是资源，用构造函数就可以了。一构造对象，就需要有东西，就必须在对象里初始化完毕，就跟我们说线程一样，线程对象一创建，就必须有任务。这个思想来自于线程。

这里为了实现输入的特点，在这里面实现切换，输入两个名字，实现间隔切换，好像输入很多人名字这种效果。

怎么切换呢？

对于x的两种清楚，分开来赋值。那么要怎么切换x呢？
有人说x%2，这样可以实现0和1的切换，想法挺好，x得++。记住了，你想模以2变化，你必须实现x的变化，x不变化它怎么模以2变化呢？还要将这个值记下来。整体的循环是在while(true)的方法体内。

现在开始描述主函数。首先要有资源，没有资源什么都没法做(我的理解是要用来传递用的)，Resource r=new Resource()；接下来要有任务，接着就是任务对象，任务也有资源处理，Input in=new Input(r); 资源有了，任务有了，你得有路径，Thread t1=new Thread(in)，

创建资源→创建任务→创建线程，执行任务→开启线程。有任务的时候，必须明确资源，有路径的时候，必须明确任务。

先要停止，ctrl+alt+c。DOS结果出现了问题，丽丽后面有nan，而mike后面有女女女女女。

出现了问题，我们要去解决，但是首先我们必须知道这个问题怎么来的。

三. 了解线程通信程序问题的原因和解决措施

这里专业术语叫做线程安全问题。

成因怎么分析？

在线程运行的代码中是否有共享数据？是否有多条语句在操作共享数据？name和sex是资源的内容，而资源是共享的，在这出现的问题。r是资源，我在操作资源中的两个属性，r.name和r.sex，而且在多条语句中操作，if中有，else中也有。

在争抢的过程中，input先输入了mike nan，第二次刚输入丽丽，cpu执行权就被output拿走了，就是在这出现的问题。(这是否就意味着要引入同步？)

DOS结果还是出现了问题，(我觉着是同步代码块括的范围太广了？)

现在是加了同步，却没有解决问题，是我同步加的不对，还是同步解决不了这个问题？

怎么解决问题？当你碰到线程安全问题时，你想要的无非是同步解决，可以你加同步了，问题依旧怎么办？要去考虑同步的前提。

前提合并完就是一句话，一个锁里面是否有多个线程。换句话说，就是多个线程是否都在同一个锁当中。

我们看上面的截图，是同步，但是同步代码块里面就一个线程，为什么么？输出线程不在同步代码块中，所以我们应该保证输出线程也应该在同步里面。你不在同步，光同步输入有什么用？什么意思啊，你输入一半的时候，我不能过去取。

还是有问题，现在是将线程往同步里面放，但是这里用的是不同的锁。现在我们就不写obj了，不好使了。有的人说用this，this白扯，这是两个类，而this代表本类。有人说，用静态锁，输入类中写Input.class，输出写Output.class. 这和扯一样，

 用Input.class是可以，如果用Resource.class绝对是没问题，它是唯一的。在这里不需要用class字节码文件对象，在这只需要保证对象唯一就能用，正好资源就是唯一的，两者处理的都是同一个资源，往里放r就可以了。

DOS运行的结果全是一种，有问题。

再操作的过程中除了if，else语句需要同步外，还有语句在操作资源，

下图中的输出语句也在操作资源，下面这句和if同时操作资源。

我们应该将同步放在里面，

为什么这么说？如果将同步放置在while(true)的外面，那么线程进来后，就出不去了，一直在循环。

这样改之后，就没有问题了。

现在问题没有了，但是结果是一大片，一大片。为什么会是连续的一片？

输入线程它获取到执行权的时候，它不会只扔一次，它能执行好多次，那就意味着输入线程拿到执行权先往里面放了一个mike nan，放完以后，它还拿着执行权，紧跟着就赋值了丽丽 女，这就导致前一个数据被覆盖了。接着又往里赋值mike nan，丽丽 女，等赋值的差不多了，执行权切到输出，资源里面要么是mike nan，要么是丽丽 女，由于是同步，肯定不会出现mike 女之类的，输出的时候，它取得是最后赋值的数据，由于拿着执行权，因此输出也不是一次。