java-- 多线程之间实现通讯

Posted 2021-02-14 李鸽鸽

1、多线程之间如何实现通讯

1.1、什么是多线程之间通讯？

   多线程之间通讯，其实就是多个线程在操作同一个资源，但是操作的动作不同。

   画图演示

1.2、多线程之间通讯需求

  需求:第一个线程写入(input)用户，另一个线程取读取(out)用户.实现读一个，写一个操作。

2、代码实现基本实现

2.1、共享资源源实体类

class Res {      public String userSex;      public String userName; }

 

输入线程资源

class IntThrad extends Thread {      private Res res;        public IntThrad(Res res) {          this.res = res;      }        @Override      public void run() {          int count = 0;          while (true) {                    if (count == 0) {                        res.userName = "余胜军";                        res.userSex = "男";                    } else {                        res.userName = "小紅";                        res.userSex = "女";                    }                    count = (count + 1) % 2;               }      } }

输出线程

class OutThread extends Thread {       private Res res;         public OutThread(Res res) {            this.res = res;       }         @Override       public void run() {            while (true) {                       System.out.println(res.userName + "--" + res.userSex);            }       } }

运行代码

Res res = new Res(); IntThrad intThrad = new IntThrad(res); OutThread outThread = new OutThread(res); intThrad.start(); outThread.start();

运行代码

注意：数据发生错乱，造成线程安全问题

解决线程安全问题

IntThrad 加上synchronized

class IntThrad extends Thread {      private Res res;        public IntThrad(Res res) {          this.res = res;      }        @Override      public void run() {          int count = 0;          while (true) {               synchronized (res) {                    if (count == 0) {                        res.userName = "余胜军";                        res.userSex = "男";                    } else {                        res.userName = "小紅";                        res.userSex = "女";                    }                    count = (count + 1) % 2;               }            }      } }

输出线程加上synchronized

class Res {      public String userName;      public String sex; }   class InputThread extends Thread {      private Res res;        public InputThread(Res res) {          this.res = res;      }        @Override      public void run() {          int count = 0;          while (true) {                synchronized (res) {               if (count == 0) {                    res.userName = "余胜军";                    res.sex = "男";               } else {                    res.userName = "小红";                    res.sex = "女";               }               count = (count + 1) % 2;          }            }      } }   class OutThrad extends Thread {      private Res res;        public OutThrad(Res res) {          this.res = res;      }        @Override      public void run() {          while (true) {               synchronized (res) {                    System.out.println(res.userName + "," + res.sex);               }          }        } }   public class ThreadDemo01 {        public static void main(String[] args) {          Res res = new Res();          InputThread inputThread = new InputThread(res);          OutThrad outThrad = new OutThrad(res);          inputThread.start();          outThrad.start();      }   }

 

 

wait()、notify、notifyAll()方法

wait()、notify()、notifyAll()是三个定义在Object类里的方法，可以用来控制线程的状态。

这三个方法最终调用的都是jvm级的native方法。随着jvm运行平台的不同可能有些许差异。

 如果对象调用了wait方法就会使持有该对象的线程把该对象的控制权交出去，然后处于等待状态。

如果对象调用了notify方法就会通知某个正在等待这个对象的控制权的线程可以继续运行。

如果对象调用了notifyAll方法就会通知所有等待这个对象控制权的线程继续运行。

注意:一定要在线程同步中使用,并且是同一个锁的资源

 

class Res {      public String userSex;      public String userName;      //线程通讯标识      public boolean flag = false; }

 

class IntThrad extends Thread {      private Res res;        public IntThrad(Res res) {          this.res = res;      }        @Override      public void run() {          int count = 0;          while (true) {               synchronized (res) {                    if (res.flag) {                        try {                           // 当前线程变为等待，但是可以释放锁                             res.wait();                        } catch (Exception e) {                          }                    }                    if (count == 0) {                        res.userName = "余胜军";                        res.userSex = "男";                    } else {                        res.userName = "小紅";                        res.userSex = "女";                    }                    count = (count + 1) % 2;                    res.flag = true;                    // 唤醒当前线程                    res.notify();               }            }      } }

 

class OutThread extends Thread {       private Res res;         public OutThread(Res res) {            this.res = res;       }         @Override       public void run() {            while (true) {                  synchronized (res) {                       if (!res.flag) {                             try {                                   res.wait();                             } catch (Exception e) {                                   // TODO: handle exception                             }                       }                       System.out.println(res.userName + "--" + res.userSex);                       res.flag = false;                       res.notify();                  }            }       } }

 

public class ThreaCommun {      public static void main(String[] args) {          Res res = new Res();          IntThrad intThrad = new IntThrad(res);          OutThread outThread = new OutThread(res);          intThrad.start();          outThread.start();      } }

 

wait与sleep区别?

对于sleep()方法，我们首先要知道该方法是属于Thread类中的。而wait()方法，则是属于Object类中的。

sleep()方法导致了程序暂停执行指定的时间，让出cpu该其他线程，但是他的监控状态依然保持者，当指定的时间到了又会自动恢复运行状态。

在调用sleep()方法的过程中，线程不会释放对象锁。

而当调用wait()方法的时候，线程会放弃对象锁，进入等待此对象的等待锁定池，只有针对此对象调用notify()方法后本线程才进入对象锁定池准备

获取对象锁进入运行状态。

JDK1.5-Lock

在 jdk1.5 之后，并发包中新增了 Lock 接口(以及相关实现类)用来实现锁功能，Lock 接口提供了与 synchronized 关键字类似的同步功能，但需要在使用时手动获取锁和释放锁。

Lock写法

Lock lock  = new ReentrantLock(); lock.lock(); try{ //可能会出现线程安全的操作 }finally{ //一定在finally中释放锁 //也不能把获取锁在try中进行，因为有可能在获取锁的时候抛出异常   lock.ublock(); }

 

Lock 接口与 synchronized 关键字的区别

Lock 接口可以尝试非阻塞地获取锁 当前线程尝试获取锁。如果这一时刻锁没有被其他线程获取到，则成功获取并持有锁。
Lock 接口能被中断地获取锁 与 synchronized 不同，获取到锁的线程能够响应中断，当获取到的锁的线程被中断时，中断异常将会被抛出，同时锁会被释放。

Lock 接口在指定的截止时间之前获取锁，如果截止时间到了依旧无法获取锁，则返回。

Condition用法

 Condition的功能类似于在传统的线程技术中的,Object.wait()和Object.notify()的功能。

代码

Condition condition = lock.newCondition(); res. condition.await();  类似wait res. Condition. Signal() 类似notify

 

class Res {       public String userName;       public String sex;       public boolean flag = false;       Lock lock = new ReentrantLock(); }   class InputThread extends Thread {       private Res res;       Condition newCondition;       public InputThread(Res res,  Condition newCondition) {            this.res = res;            this.newCondition=newCondition;       }         @Override       public void run() {            int count = 0;            while (true) {                  // synchronized (res) {                    try {                       res.lock.lock();                       if (res.flag) {                             try { //                                res.wait();                                   newCondition.await();                             } catch (Exception e) {                                   // TODO: handle exception                             }                       }                       if (count == 0) {                             res.userName = "余胜军";                             res.sex = "男";                       } else {                             res.userName = "小红";                             res.sex = "女";                        }                       count = (count + 1) % 2;                       res.flag = true; //                    res.notify();                       newCondition.signal();                  } catch (Exception e) {                       // TODO: handle exception                  }finally {                       res.lock.unlock();                  }            }              // }       } }   class OutThrad extends Thread {       private Res res;       private Condition newCondition;       public OutThrad(Res res,Condition newCondition) {            this.res = res;            this.newCondition=newCondition;       }         @Override       public void run() {            while (true) { //               synchronized (res) {                  try {                       res.lock.lock();                       if (!res.flag) {                             try { //                                res.wait();                                   newCondition.await();                             } catch (Exception e) {                                   // TODO: handle exception                             }                       }                       System.out.println(res.userName + "," + res.sex);                       res.flag = false; //                    res.notify();                       newCondition.signal();                  } catch (Exception e) {                       // TODO: handle exception                  }finally {                       res.lock.unlock();                  } //               }            }         } }   public class ThreadDemo01 {         public static void main(String[] args) {            Res res = new Res();            Condition newCondition = res.lock.newCondition();            InputThread inputThread = new InputThread(res,newCondition);            OutThrad outThrad = new OutThrad(res,newCondition);            inputThread.start();            outThrad.start();       }   }

 

如何停止线程？

 停止线程思路

   1.  使用退出标志，使线程正常退出，也就是当run方法完成后线程终止。

    2.  使用stop方法强行终止线程（这个方法不推荐使用，因为stop和suspend、resume一样，也可能发生不可预料的结果）。

    3.  使用interrupt方法中断线程。

 

代码:

class StopThread implements Runnable {       private boolean flag = true;         @Override       public synchronized void run() {            while (flag) {                  try {                       wait();                  } catch (Exception e) {                       //e.printStackTrace();                       stopThread();                  }                  System.out.println("thread run..");            }       }       /**        *        * @methodDesc: 功能描述:(停止线程)        * @author: 余胜军        * @param:        * @createTime:2017年8月20日 下午8:07:34        * @returnType: void        * @copyright:上海每特教育科技有限公司        */       public void stopThread() {            flag = false;       } } /**  *  * @classDesc: 功能描述:(停止线程)  * @author: 余胜军  * @createTime: 2017年8月20日 下午8:05:25  * @version: v1.0  * @copyright:上海每特教育科技有限公司  */ public class StopThreadDemo {         public static void main(String[] args) {            StopThread stopThread1 = new StopThread();            Thread thread1 = new Thread(stopThread1);            Thread thread2 = new Thread(stopThread1);            thread1.start();            thread2.start();            int i = 0;            while (true) {                  System.out.println("thread main..");                  if (i == 300) {                       // stopThread1.stopThread();                       thread1.interrupt();                       thread2.interrupt();                       break;                  }                  i++;            }         }   }

ThreadLoca

什么是ThreadLoca

 ThreadLocal提高一个线程的局部变量，访问某个线程拥有自己局部变量。

 当使用ThreadLocal维护变量时，ThreadLocal为每个使用该变量的线程提供独立的变量副本，所以每一个线程都可以独立地改变自己的副本，而不会影响其它线程所对应的副本。

ThreadLocal的接口方法

ThreadLocal类接口很简单，只有4个方法，我们先来了解一下：

• void set(Object value)设置当前线程的线程局部变量的值。

• public Object get()该方法返回当前线程所对应的线程局部变量。

• public void remove()将当前线程局部变量的值删除，目的是为了减少内存的占用，该方法是JDK 5.0新增的方法。需要指出的是，当线程结束后，对应该线程的局部变量将自动被垃圾回收，所以显式调用该方法清除线程的局部变量并不是必须的操作，但它可以加快内存回收的速度。

• protected Object initialValue()返回该线程局部变量的初始值，该方法是一个protected的方法，显然是为了让子类覆盖而设计的。这个方法是一个延迟调用方法，在线程第1次调用get()或set(Object)时才执行，并且仅执行1次。ThreadLocal中的缺省实现直接返回一个null。

 

案例:创建三个线程，每个线程生成自己独立序列号。

代码:

 

class Res {     // 生成序列号共享变量     public static Integer count = 0;     public static ThreadLocal<Integer> threadLocal = new ThreadLocal<Integer>() {         protected Integer initialValue() {               return 0;         };       };       public Integer getNum() {         int count = threadLocal.get() + 1;         threadLocal.set(count);         return count;     } }   public class ThreadLocaDemo2 extends Thread {     private Res res;       public ThreadLocaDemo2(Res res) {         this.res = res;     }       @Override     public void run() {         for (int i = 0; i < 3; i++) {             System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "---" + "i---" + i + "--num:" + res.getNum());         }       }       public static void main(String[] args) {         Res res = new Res();         ThreadLocaDemo2 threadLocaDemo1 = new ThreadLocaDemo2(res);         ThreadLocaDemo2 threadLocaDemo2 = new ThreadLocaDemo2(res);         ThreadLocaDemo2 threadLocaDemo3 = new ThreadLocaDemo2(res);         threadLocaDemo1.start();         threadLocaDemo2.start();         threadLocaDemo3.start();     }   }

ThreadLoca实现原理

ThreadLoca通过map集合

Map.put(“当前线程”,值)；