线程间通信

Posted 2020-10-20 andywu

 

1.通知等待模式

 

等待方遵循如下原则。

1. 获取对象的锁。
2. 如果条件不满足，那么调用对象的wait()方法，被通知后仍要检查条件。
3. 条件满足则执行对应的逻辑。

对应的伪代码如下。

synchronized(对象) {
　　while(条件不满足) {
　　    对象.wait();
　　}
　　对应的处理逻辑
}

 

通知方遵循如下原则。

1. 获得对象的锁
2. 改变条件
3. 通知所有等待在对象上的线程

对应的伪代码如下。

synchronized(对象) {
　　改变条件
　　对象.notifyAll();
} 

 

• 使用wait()、notify()和notifyAll()时需要先对调用对象加锁。
• 调用wait()方法后，线程状态由RUNNING变为WAITING，并将当前线程放置到对象的等待队列。
• notify()或notifyAll()方法调用后，等待线程依旧不会从wait()返回，需要调用notify()或notifAll()的线程释放锁之后，等待线程才有机会从wait()返回。
• notify()方法将等待队列中的一个等待线程从等待队列中移到同步队列中，而notifyAll()方法则是将等待队列中所有的线程全部移到同步队列，被移动的线程状态由WAITING变为BLOCKED。
• 从wait()方法返回的前提是获得了调用对象的锁。

2.管道

管道输入/输出流和普通的文件输入/输出流或者网络输入/输出流不同之处在于，它主要用于线程之间的数据传输，而传输的媒介为内存。

管道输入/输出流主要包括了如下4种具体实现：PipedOutputStream、PipedInputStream、

PipedReader和PipedWriter，前两种面向字节，而后两种面向字符。

对于Piped类型的流，必须先要进行绑定，也就是调用connect()方法，如果没有将输入/输

出流绑定起来，对于该流的访问将会抛出异常。

3.Exchange

Exchanger（交换者）是一个用于线程间协作的工具类。Exchanger用于进行线程间的数据交换。它提供一个同步点，在这个同步点，两个线程可以交换彼此的数据。这两个线程通过exchange方法交换数据，如果第一个线程先执行exchange()方法，它会一直等待第二个线程也执行exchange方法，当两个线程都到达同步点时，这两个线程就可以交换数据，将本线程生产出来的数据传递给对方

4.ThreadLocal

ThreadLocal是如何为每个线程创建变量的副本的：

        首先，在每个线程Thread内部有一个ThreadLocal.ThreadLocalMap类型的成员变量threadLocals，这个threadLocals就是用来存储实际的变量副本的，键值为当前ThreadLocal变量，value为变量副本的值。

        初始时，在Thread里面，threadLocals为空，当通过ThreadLocal变量调用get()方法或者set()方法，就会对Thread类中的threadLocals进行初始化，并且以当前ThreadLocal变量为键值，以ThreadLocal要保存的副本变量为value，存到threadLocals。

        然后在当前线程里面，如果要使用副本变量，就可以通过get方法在threadLocals里面查找。

        总结一下：

        1）实际的通过ThreadLocal创建的副本是存储在每个线程自己的threadLocals中的；

        2）为何threadLocals的类型ThreadLocalMap的键值为ThreadLocal对象，因为每个线程中可有多个threadLocal变量，就像上面代码中的longLocal和stringLocal；

        3）在进行get之前，必须先set，否则会报空指针异常；

        如果想在get之前不需要调用set就能正常访问的话，必须重写initialValue()方法。

ThreadLocal的应用场景

　　最常见的ThreadLocal使用场景为 用来解决 数据库连接、Session管理等。

       项目中的实际使用经验是在@Compont的多个方法中使用统一DBRecoud，为了避免重复查询，在第一次查询完以后保存到ThreadLocal，避免后续冗余查询.同时也避免了并发问题

　　下面这段代码摘自：

import java.sql.Connection;  
     import java.sql.DriverManager;  
     import java.sql.SQLException;  
       
     public class ConnectionManager {  
       
         private static ThreadLocal<Connection> connectionHolder = new ThreadLocal<Connection>() {  
             @Override  
             protected Connection initialValue() {  
                 Connection conn = null;  
                 try {  
                     conn = DriverManager.getConnection(  
                             "jdbc:mysql://localhost:3306/test", "username",  
                             "password");  
                 } catch (SQLException e) {  
                     e.printStackTrace();  
                 }  
                 return conn;  
             }  
         };  
       
         public static Connection getConnection() {  
             return connectionHolder.get();  
         }  
       
         public static void setConnection(Connection conn) {  
             connectionHolder.set(conn);  
         }  
     }