java併發程式設計一一多執行緒之間通訊(一)
阿新 • • 發佈：2018-11-07
1.多執行緒之間如何實現通訊
多執行緒之間通訊，其實就是多個執行緒在操作同一個資源，但是操作的動作不同。
1.1什麼是多執行緒之間通訊？
需求：第一個執行緒寫入（input）使用者，另一個執行緒讀取（out）使用者。實現讀一個，寫一個操作。
1.2多執行緒之間通訊需求？
2.程式碼實現基本實現
2.1共享資源源實體類
程式碼示例：
class Res {
public String userSex;
public String userName;
}
2.2輸入執行緒資源
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 = "小明"; res.userSex = "男"; } else { res.userName = "小紅"; res.userSex = "女"; } count = (count + 1) % 2; } } }
2.3輸出執行緒
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);
}
}
}
2.4執行程式碼
Res res = new Res(); IntThrad intThrad = new IntThrad(res); OutThread outThread = new OutThread(res); intThrad.start(); outThread.start();
2.5執行程式碼結果
結果：資料會發生錯亂，造成執行緒安全問題。
2.6解決執行緒安全問題
在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 = "小明"; res.userSex = "男"; } else { res.userName = "小紅"; res.userSex = "女"; } count = (count + 1) % 2; } } } }
輸出執行緒加上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 = "小明";
res.sex = "男";
} else {
res.userName = "小紅";
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();
}
}
2.7wait、notify方法
- 因為涉及到物件鎖，他們必須都放在synchronized中來使用。wait、notify一定要在synchronized
裡面進行使用。 - wait必須暫定當前正在執行的執行緒，並釋放資源鎖，讓其他執行緒可以有機會執行。
- notify和notifall：喚醒因鎖池中的執行緒使之執行。
注意：一定要線上程同步中使用
class Res {
public String userSex;
public String userName;
//執行緒通訊標識
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 {
// 當前執行緒變為等待，但是可以釋放鎖
res.wait();
} catch (Exception e) {
}
}
if (count == 0) {
res.userName = "小明";
res.userSex = "男";
} else {
res.userName = "小紅";
res.userSex = "女";
}
count = (count + 1) % 2;
res.flag = true;
// 喚醒當前執行緒
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();
}
}
2.8wait與sleep區別
對於sleep()方法，我們首先要知道該方法書屬於Thread類中的，而wait() 方法，則是屬於Object類中的。
sleep()方法導致了程式暫停執行指定的時間，讓出cpu該其它執行緒，但是他的監控狀態依然保持者，
當指定的時間到了又會自動恢復執行狀態。
在呼叫sleep()方法的時候，執行緒不會釋放物件鎖。
而當呼叫wait() 方法的時候，執行緒會放棄物件鎖，進而等待此物件的等待鎖定池，只有針對此物件
呼叫notify()方法後本執行緒才進入物件索定池準備
獲取物件鎖進入執行狀態。
3.Lock鎖
在jdk1.5 之後，併發包中新增了Lock介面（以及相關實現類）用來實現鎖功能，Lock介面提供了與
synchronized關鍵字類似的同步功能，但需要在使用時手動獲取鎖和釋放鎖。
3.1Lock寫法
Lock lock = new ReentrantLock();
lock.lock();
try{
//可能會出現執行緒安全的操作
}finally{
//一定在finally中釋放鎖
//也不能把獲取鎖在try中進行，因為有可能在獲取鎖的時候丟擲異常
lock.ublock();
}
3.2.Lock與synchronized關鍵字的區別
- Lock介面可以嘗試非阻塞地獲取鎖，當前執行緒嘗試獲取鎖。如果這一時刻沒有被其他執行緒獲取到，
則成功獲取並持有鎖。 - Lock介面能被中斷的獲取鎖與synchronized不同，獲取到鎖的執行緒能夠相應中斷，當獲取到鎖的
執行緒被中斷時，中斷異常將會被丟擲，同時鎖會被釋放。 - Lock介面在指定的截止時間之前獲取鎖，如果截止時間到了依舊無法獲取鎖，則返回。
3.3Condition用法
Condition的功能類似於在傳統的執行緒技術中的，Object.wait() 和 Obect.notify() 的功能。
程式碼示例：
Condition condition = lock.newCondition();
res. condition.await(); 類似wait
res. Condition. Signal() 類似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 = "小明";
res.sex = "男";
} else {
res.userName = "小紅";
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();
}
}