java架构师并发编程之多线程间的通信

缺乏、安全感 2023-06-11 13:28 32阅读 0赞

## **1、多线程之间通信** ##

多线程间通信指的是多个线程操作同一个资源，但是操作的动作不同。

**案例：** 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。

public class Res {
    		public String userSex;
    		public String userName;
    		
    		public static void main(String[] args) {
    			Res res = new Res();
    			IntThrad intThrad = new IntThrad(res);
    			OutThread outThread = new OutThread(res);
    			intThrad.start();
    			outThread.start();
    		}
    }
    
    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;
    			}
    	}
    }
    
    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);
    		}
    	}
    }

输出结果如下图所示，数据发生错乱，造成线程安全问题。

![20191106192038404.png][]

**解决线程安全问题：在输入和输出线程中添加synchronized关键字**

package thread;
    
    public class Res {
    		public String userSex;
    		public String userName;
    		
    		public static void main(String[] args) {
    			Res res = new Res();
    			IntThrad intThrad = new IntThrad(res);
    			OutThread outThread = new OutThread(res);
    			intThrad.start();
    			outThread.start();
    		}
    }
    
    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;
    			}
    
    		}
    	}
    }
    
    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);
    			}
    				
    		}
    	}
    }

## **2、wait、notify方法** ##

（1）因为涉及到对象锁,他们必须都放在synchronized中来使用. Wait、Notify一定要在synchronized里面进行使用。

（2）Wait必须暂定当前正在执行的线程,并释放资源锁,让其他线程可以有机会运行

（3）notify/notifyall: 唤醒因锁池中的线程,使之运行

注：**一定要在线程同步中使用,并且****是同一个锁的资源**

案例：

package thread;
    
    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();
    	}
    }

## **3、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。

## **4、 Lock锁** ##

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。

用法：

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();
    }

## **5、Lock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。

## **6、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。

案例：

package thread;
    
    import java.util.concurrent.locks.Condition;
    import java.util.concurrent.locks.Lock;
    import java.util.concurrent.locks.ReentrantLock;
    
    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();
    	}
    
    }

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