Java学习笔记46（多线程三：线程之间的通信）

Posted 2020-10-21 xuyiqing

多个线程在处理同一个资源，但是线程的任务却不相同，通过一定的手段使各个线程能有效地利用资源，

这种手段即：等待唤醒机制，又称作线程之间的通信

涉及到的方法：wait()，notify()

 

示例：

两个线程一个输入，一个输出

package demo;

public class Resource {
    public String name;
    public String sex;
}

输入线程：

package demo;

public class Input implements Runnable {
    private Resource r = new Resource();

    public void run() {
        int i = 0;
        while (true) {
            if (i % 2 == 0) {
                r.name = "张三";
                r.sex = "男";
            } else {
                r.name = "李四";
                r.sex = "女";
            }
            i++;
        }
    }

}

输出线程：

package demo;

public class Output implements Runnable {
    private Resource r = new Resource();
    public void run(){
        while (true) {
            System.out.println(r.name+"..."+r.sex);
        }
    }
}

测试类：

package demo;

public class ThreadDemo {
    public static void main(String[] args) {
        Input in = new Input();
        Output out = new Output();
        Thread tin = new Thread(in);
        Thread tout = new Thread(out);
        
        tin.start();
        tout.start();
    }
}

 

运行后却发现输出的都是null...null

因为输入线程和输出线程中创建的Resource对象使不同的

 

解决null问题：

package demo;

public class Input implements Runnable {
    private Resource r;
    
    public Input(Resource r){
        this.r = r;
    }

    public void run() {
        int i = 0;
        while (true) {
            if (i % 2 == 0) {
                r.name = "张三";
                r.sex = "男";
            } else {
                r.name = "李四";
                r.sex = "女";
            }
            i++;
        }
    }

}

package demo;

public class Output implements Runnable {
    private Resource r;
    
    public Output(Resource r){
        this.r = r;
    }
    
    public void run(){
        while (true) {
            System.out.println(r.name+"..."+r.sex);
        }
    }
}

package demo;

public class ThreadDemo {
    public static void main(String[] args) {
        
        Resource r = new Resource();
        
        Input in = new Input(r);
        Output out = new Output(r);
        Thread tin = new Thread(in);
        Thread tout = new Thread(out);
        
        tin.start();
        tout.start();
    }
}

 

运行后又发现了另一个问题：

输出中含有：张三...女或者李四...男，性别出错

发生原因：

赋值完张三和男后，继续赋值李四和女，这时候还未还得及赋值女，就进入了输出线程，这时候就会输出李四...男

 

于是想到加上同步：

    public void run() {
        int i = 0;
        while (true) {
            synchronized (this) {
                if (i % 2 == 0) {
                    r.name = "张三";
                    r.sex = "男";
                } else {
                    r.name = "李四";
                    r.sex = "女";
                }
                i++;
            }
        }
    }

    public void run() {
        while (true) {
            synchronized (this) {
                System.out.println(r.name + "..." + r.sex);
            }
        }
    }

 

然而问题并没有解决：

原因：

这里的同步失去了作用，用到的不是一个锁

 

解决办法：

使用一个共同的锁即可

public void run() {
        int i = 0;
        while (true) {
            synchronized (r) {
                if (i % 2 == 0) {
                    r.name = "张三";
                    r.sex = "男";
                } else {
                    r.name = "李四";
                    r.sex = "女";
                }
                i++;
            }
        }
    }

    public void run() {
        while (true) {
            synchronized (r) {
                System.out.println(r.name + "..." + r.sex);
            }
        }
    }

这时候就是正常的输出了

 但是还是存在一个问题，我们希望的是张三和李四交错出现，一个张三一个李四，现在依然是随机出现的，大片的张三或李四

 

 

解决办法：

先让input线程赋值，然后让output线程输出，并且让输入线程等待，不允许再赋值李四，等待输出张三结束后，再允许李四赋值，依次下去

输入线程也需要同样的方式，输出完后要等待

这时候就需要用到等待唤醒机制：

输入：赋值后，执行方法wait()永远等待

输出：打印后，再输出等待之前，唤醒输入notify()，自己再wait()永远等待

输入：被唤醒后，重新赋值，必须notify()唤醒输出的线程，自己再wait()等待

依次循环下去

 

代码实现：

package demo;

public class Resource {
    public String name;
    public String sex;
    public boolean flag = false;
}

package demo;

public class Input implements Runnable {
    private Resource r;

    public Input(Resource r) {
        this.r = r;
    }

    public void run() {
        int i = 0;
        while (true) {
            synchronized (r) {
                if (r.flag) {
                    try {
                        r.wait();
                    } catch (Exception e) {
                    }
                }
                if (i % 2 == 0) {
                    r.name = "张三";
                    r.sex = "男";
                } else {
                    r.name = "李四";
                    r.sex = "女";
                }
                r.flag = true;
                r.notify();
            }
            i++;
        }
    }
}

package demo;

public class Output implements Runnable {
    private Resource r;

    public Output(Resource r) {
        this.r = r;
    }

    public void run() {
        while (true) {
            synchronized (r) {
                if (!r.flag) {
                    try {
                        r.wait();
                    } catch (Exception e) {
                    }
                }
                System.out.println(r.name + "..." + r.sex);
                r.flag = false;
                r.notify();
            }
        }
    }
}

package demo;

public class ThreadDemo {
    public static void main(String[] args) {

        Resource r = new Resource();

        Input in = new Input(r);
        Output out = new Output(r);
        Thread tin = new Thread(in);
        Thread tout = new Thread(out);

        tin.start();
        tout.start();
    }
}

这时候就是张三李四交错输出了

完成