多线程之间实现通讯

柔光的暖阳◎ 2022-04-24 07:30 287阅读 0赞

多线程之间实现通讯

多线程之间如何通讯  
wait、notify、notifyAll()方法  
lock  
停止线程  
守护线程  
Join方法  
优先级  
Yield  
3.2 多线程之间如何实现通讯  
3.2.1 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

3.2.2 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。

3.2.3 代码实现基本实现  
3.2.3.1 共享资源源实体类  
class Res \{  
public String userSex;  
public String userName;  
\}

3.2.3.2 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 = "yaosiyuan";
    				res.userSex = "男";
    			} else {
    				res.userName = "小紅";
    				res.userSex = "女";
    			}
    			count = (count + 1) % 2;
    		}
    }

3.2.3.3 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);
    	}
    }

\}  
3.2.3.4 运行代码  
Res res = new Res();  
IntThrad intThrad = new IntThrad(res);  
OutThread outThread = new OutThread(res);  
intThrad.start();  
outThread.start();  
3.2.3.5 运行代码

注意：数据发生错乱，造成线程安全问题  
3.2.3.6 解决线程安全问题  
3.2.3.6.1 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 = "yaosiyuan";
    				res.userSex = "男";
    			} else {
    				res.userName = "小紅";
    				res.userSex = "女";
    			}
    			count = (count + 1) % 2;
    		}
    
    	}
    }

\}  
3.2.3.6.2 输出线程加上synchronized  
class OutThread extends Thread \{  
private Res res;

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

3.3 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。

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 = "yaosiyuan";
    				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();  
\}  
\}

3.4 wait与sleep区别?  
wait可以释放锁，sleep不能释放锁。  
wait一定要和锁一起使用。  
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。  
为什么wait，notify定义在object中？  
有的时候，我们要用多线程进行同步，同步的是自定义的类。object是所有类的父类，所以都可以使用。

synchronized 不能手动解锁。

3.5 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。  
3.5.1 3.1 、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();  
\}

3.5.2 3.2、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。  
3.5.3 3.3 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

3.6 如何停止线程？  
3.6.1 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: yaosiyuan
     * @param:
     * @createTime:2018年8月20日 下午8:07:34
     * @returnType: void
     * @copyright:
     */
    public void stopThread() {
    	flag = false;
    }

/\*\*  
\*

*  @classDesc: 功能描述:(停止线程)
 *  @createTime: 2018年8月20日 下午8:05:25
 *  @version: v1.0
 *  @copyright:  
    \*/  
    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++;  
    \}
    
    \}

3.7 守护线程  
Java中有两种线程，一种是用户线程，另一种是守护线程。  
当进程不存在或主线程停止，守护线程也会被停止。  
使用setDaemon(true)方法设置为守护线程  
\*\*  
\*

*  什么是守护线程? 守护线程 进程线程(主线程挂了) 守护线程也会被自动销毁.
 *  
 *  @classDesc: 功能描述:(守护线程)
 *  @author: yaosiyuan
 *  @createTime: 2018年8月20日 下午8:55:58
 *  @version: v1.0
 *  @copyright:  
    \*/  
    public class DaemonThread \{
    
    public static void main(String\[\] args) \{  
    Thread thread = new Thread(new Runnable() \{  
    @Override  
    public void run() \{  
    while (true) \{  
    try \{  
    Thread.sleep(100);  
    \} catch (Exception e) \{  
    // TODO: handle exception  
    \}  
    System.out.println(“我是子线程…”);  
    \}  
    \}  
    \});  
    thread.setDaemon(true);  
    thread.start();  
    for (int i = 0; i < 10; i++) \{  
    try \{  
    Thread.sleep(100);  
    \} catch (Exception e) \{
    
        }
         	System.out.println("我是主线程");
         }
         System.out.println("主线程执行完毕!");
    
    \}

3.8 join()方法作用  
join作用是让其他线程变为等待  
3.8.1 6.1需求:  
创建一个线程，子线程执行完毕后，主线程才能执行。

class JoinThread implements Runnable \{

public void run() {
    	for (int i = 0; i < 100; i++) {
    		System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "---i:" + i);
    	}
    }

/\*\*  
\*

*  @classDesc: 功能描述:(Join方法)
 *  @author: yaosiyuan
 *  @createTime: 2018年8月20日 下午9:23:30
 *  @version: v1.0
 *  @copyright:  
    \*/  
    public class JoinThreadDemo \{
    
    public static void main(String\[\] args) \{  
    JoinThread joinThread = new JoinThread();  
    Thread t1 = new Thread(joinThread);  
    Thread t2 = new Thread(joinThread);  
    t1.start();  
    t2.start();  
    try \{  
    //其他线程变为等待状态，等t1线程执行完成之后才能执行join方法。  
    t1.join();  
    \} catch (Exception e) \{
    
        }
         for (int i = 0; i < 100; i++) {
         	System.out.println("main ---i:" + i);
         }
    
    \}

3.9 优先级  
现代操作系统基本采用时分的形式调度运行的线程，线程分配得到的时间片的多少决定了线程使用处理器资源的多少，也对应了线程优先级这个概念。在JAVA线程中，通过一个int priority来控制优先级，范围为1-10，其中10最高，默认值为5。下面是源码（基于1.8）中关于priority的一些量和方法。

class PrioritytThread implements Runnable \{

public void run() {
    	for (int i = 0; i < 100; i++) {
    		System.out.println(Thread.currentThread().toString() + "---i:" + i);
    	}
    }

/\*\*  
\*

*  @classDesc: 功能描述:(Join方法)
 *  @author: yaosiyuan
 *  @createTime: 2018年8月20日 下午9:23:30
 *  @version: v1.0
 *  @copyright:  
    \*/  
    public class ThreadDemo4 \{
    
    public static void main(String\[\] args) \{  
    PrioritytThread prioritytThread = new PrioritytThread();  
    Thread t1 = new Thread(prioritytThread);  
    Thread t2 = new Thread(prioritytThread);  
    t1.start();  
    // 注意设置了优先级， 不代表每次都一定会被执行。 只是CPU调度会有限分配  
    t1.setPriority(10);  
    t2.start();
    
    \}

3.10 Yield方法  
Thread.yield()方法的作用：暂停当前正在执行的线程，并执行其他线程。（可能没有效果）  
yield()让当前正在运行的线程回到可运行状态，以允许具有相同优先级的其他线程获得运行的机会。因此，使用yield()的目的是让具有相同优先级的线程之间能够适当的轮换执行。但是，实际中无法保证yield()达到让步的目的，因为，让步的线程可能被线程调度程序再次选中。  
结论：大多数情况下，yield()将导致线程从运行状态转到可运行状态，但有可能没有效果。

3.11 练习题  
9.1有T1、T2、T3三个线程，如何怎样保证T2在T1执行完后执行，T3在T2执行完后执行？（在多线程情况下，怎么保证主线程最后执行？）