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【java】-- 多线程之间实现通讯

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 osc_fmg49rzg
发布于 2019/03/21 22:49
字数 2194
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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 = "";

              } else {

                   res.userName = "小红";

                   res.sex = "";

              }

              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:2017820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: 2017820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);

 

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