I.執行緒與執行緒間通訊

一、基本概念以及執行緒與程序之間的區別聯絡：
關於程序和執行緒，首先從定義上理解就有所不同

1、程序是什麼？
是具有一定獨立功能的程式、它是系統進行資源分配和排程的一個獨立單位，重點在系統排程和單獨的單位，也就是說程序是可以獨立執行的一段程式。
2、執行緒又是什麼？
執行緒程序的一個實體，是CPU排程和分派的基本單位，他是比程序更小的能獨立執行的基本單位，執行緒自己基本上不擁有系統資源。
在執行時，只是暫用一些計數器、暫存器和棧。

他們之間的關係

1、一個執行緒只能屬於一個程序，而一個程序可以有多個執行緒，但至少有一個執行緒（通常說的主執行緒）。
2、資源分配給程序，同一程序的所有執行緒共享該程序的所有資源。
3、執行緒在執行過程中，需要協作同步。不同程序的執行緒間要利用訊息通訊的辦法實現同步。
4、處理機分給執行緒，即真正在處理機上執行的是執行緒。
5、執行緒是指程序內的一個執行單元，也是程序內的可排程實體。

從三個角度來剖析二者之間的區別
1、排程：執行緒作為排程和分配的基本單位，程序作為擁有資源的基本單位。
2、併發性：不僅程序之間可以併發執行，同一個程序的多個執行緒之間也可以併發執行。
3、擁有資源：程序是擁有資源的一個獨立單位，執行緒不擁有系統資源，但可以訪問隸屬於程序的資源。

二、多執行緒間通訊方式：

1、共享變數

2、wait/notify機制

3、Lock/Condition機制

4、管道

三、共享變數

執行緒間傳送訊號的一個簡單方式是在共享物件的變數裡設定訊號值。執行緒A在一個同步塊裡設定boolean型成員變數hasDataToProcess為true，執行緒B也在同步塊裡讀取hasDataToProcess這個成員變數。這個簡單的例子使用了一個持有訊號的物件，並提供了set和check方法:

public class MySignal{

  protected boolean hasDataToProcess = false;

  public synchronized boolean hasDataToProcess(){
    return this.hasDataToProcess;
  }

  public synchronized void setHasDataToProcess(boolean hasData){
    this.hasDataToProcess = hasData;
  }

}

執行緒A和B必須獲得指向一個MySignal共享例項的引用，以便進行通訊。如果它們持有的引用指向不同的MySingal例項，那麼彼此將不能檢測到對方的訊號。需要處理的資料可以存放在一個共享快取區裡，它和MySignal例項是分開存放的。

四、wait()/notify機制

為了實現執行緒通訊，我們可以使用Object類提供的wait()、notify()、notifyAll()三個方法。呼叫wait()方法會釋放對該同步監視器的鎖定。這三個方法必須由同步監視器物件來呼叫，這可分成兩種情況：

對於使用synchronized修飾的同步方法，因為該類的預設例項是(this)就是同步監視器，所以可以直接呼叫這三使用個方法。

對於synchronized修飾的同步程式碼塊，同步監視器是synchronized括號裡的物件，所以必須使用該物件呼叫這三個方法。

假設系統中有兩條執行緒，這兩條執行緒分別代表取錢者和存錢者。現在系統有一種特殊的要求，系統要求存款者和取錢者不斷的實現存款和取錢動作，而且要求每當存款者將錢存入指定賬戶後，取錢者立即將錢取走.不允許存款者兩次存錢，也不允許取錢者兩次取錢。

我們通過設定一個旗標來標識賬戶中是否已有存款，有就為true,沒有就標為false。具體程式碼如下:

首先我們定義一個Account類，這個類中有取錢和存錢的兩個方法，由於這兩個方法可能需要併發的執行取錢、存錢操作，所有將這兩個方法都修改為同步方法.(使用synchronized關鍵字)。

public class Account {  
    private String accountNo;  
    private double balance;  
    //標識賬戶中是否有存款的旗標  
    private boolean flag=false;  
      
    public Account() {  
        super();  
    }  
  
    public Account(String accountNo, double balance) {  
        super();  
        this.accountNo = accountNo;  
        this.balance = balance;  
    }   
      
    public synchronized void draw (double drawAmount){  
          
        try {  
              if(!flag){  
              this.wait();  
             }else {  
                 //取錢  
                 System.out.println(Thread.currentThread().getName()+" 取錢:"+drawAmount);  
                 balance=balance-drawAmount;  
                 System.out.println("餘額 : "+balance);  
                 //將標識賬戶是否已有存款的標誌設為false  
                 flag=false;  
                 //喚醒其它執行緒  
                 this.notifyAll();         
             }  
            } catch (Exception e) {  
                e.printStackTrace();  
        }  
    }  
      
      
   public synchronized void deposit(double depositAmount){  
      try {  
              if(flag){  
                this.wait();  
              }  
              else{  
                  System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"存錢"+depositAmount);  
                  balance=balance+depositAmount;  
                  System.out.println("賬戶餘額為："+balance);  
                  flag=true;  
                  //喚醒其它執行緒  
                  this.notifyAll();  
              }  
        } catch (Exception e) {  
            // TODO: handle exception  
            e.printStackTrace();  
        }  
   }  
  
}

接下來建立兩個執行緒類，分別為取錢和存錢執行緒！

取錢執行緒類：

publicclass DrawThread implements Runnable {
private Account account;
privatedouble drawAmount;
public DrawThread(Account account, double drawAmount) {
super();
this.account = account;
this.drawAmount = drawAmount;
}
publicvoid run() {
for(int i=0;i<100;i++){
account.draw(drawAmount);
}
}
}

存錢執行緒類：

publicclass depositThread implements Runnable{
private Account account;
privatedouble depositAmount;
public depositThread(Account account, double depositAmount) {
super();
this.account = account;
this.depositAmount = depositAmount;
}
publicvoid run() {
for(int i=0;i<100;i++){
account.deposit(depositAmount);
}
}
}

最後我們測試一下這個取錢和存錢的操作！

publicclass TestDraw {
publicstaticvoid main(String[] args) {
//建立一個賬戶
Account account=new Account();
new Thread(new DrawThread(account, 800),"取錢者").start();
new Thread(new depositThread(account, 800),"存款者甲").start();
new Thread(new depositThread(account, 800),"存款者乙").start();
new Thread(new depositThread(account, 800),"存款者丙").start();
}
}

大致的輸出結果：

存款者甲存錢800.0
賬戶餘額為：800.0
取錢者取錢:800.0
餘額 : 0.0
存款者丙存錢800.0
賬戶餘額為：800.0
取錢者取錢:800.0
餘額 : 0.0
存款者甲存錢800.0
賬戶餘額為：800.0
取錢者取錢:800.0
餘額 : 0.0
存款者丙存錢800.0
賬戶餘額為：800.0
取錢者取錢:800.0
餘額 : 0.0
存款者甲存錢800.0
賬戶餘額為：800.0
取錢者取錢:800.0
餘額 : 0.0
存款者丙存錢800.0
賬戶餘額為：800.0
取錢者取錢:800.0
餘額 : 0.0
存款者甲存錢800.0
賬戶餘額為：800.0
取錢者取錢:800.0
餘額 : 0.0
存款者丙存錢800.0
賬戶餘額為：800.0
取錢者取錢:800.0
餘額 : 0.0
存款者甲存錢800.0
賬戶餘額為：800.0
取錢者取錢:800.0
餘額 : 0.0

五、Lock/Condition機制

如何程式不使用synchronized關鍵字來保持同步，而是直接適用Lock對像來保持同步，則系統中不存在隱式的同步監視器物件，也就不能使用wait()、notify()、notifyAll()來協調執行緒的執行.

當使用LOCK物件保持同步時，JAVA為我們提供了Condition類來協調執行緒的執行。關於Condition類，JDK文件裡進行了詳細的解釋.，再次就不囉嗦了。

我們就拿Account類進行稍微的修改一下吧！

import java.util.concurrent.locks.Condition;
import java.util.concurrent.locks.Lock;
import java.util.concurrent.locks.ReentrantLock;
publicclass Account {
//顯示定義Lock物件
privatefinal Lock lock=new ReentrantLock();
//獲得指定Lock物件對應的條件變數
privatefinal Condition con=lock.newCondition();
private String accountNo;
privatedouble balance;
//標識賬戶中是否有存款的旗標
privateboolean flag=false;
public Account() {
super();
}
public Account(String accountNo, double balance) {
super();
this.accountNo = accountNo;
this.balance = balance;
}
publicvoid draw (double drawAmount){
//加鎖
lock.lock();
try {
if(!flag){
// this.wait();
con.await();
}else {
//取錢
System.out.println(Thread.currentThread().getName()+" 取錢:"+drawAmount);
balance=balance-drawAmount;
System.out.println("餘額 : "+balance);
//將標識賬戶是否已有存款的標誌設為false
flag=false;
//喚醒其它執行緒
// this.notifyAll();
con.signalAll();
}
} catch (Exception e) {
e.printStackTrace();
}
finally{
lock.unlock();
}
}
publicvoid deposit(double depositAmount){
//加鎖
lock.lock();
try {
if(flag){
// this.wait();
con.await();
}
else{
System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"存錢"+depositAmount);
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