多线程知识(三) 多线程通讯

    技术2025-02-25  47

    多线程之间实现通讯

    目标

    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

    多线程之间如何实现通讯

    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。

     

    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。

    2.3代码实现基本实现

    2.3.1共享资源源实体类

    class Res {

    public String userSex;

    public String userName;

    }

     

     

    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 = "aa";

    res.userSex = "男";

    } else {

    res.userName = "小紅";

    res.userSex = "女";

    }

    count = (count + 1) % 2;

    }

    }

    }

     

    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);

    }

    }

    }

    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();

    2.3.5运行代码

     

    注意:数据发生错乱,造成线程安全问题

    2.3.6解决线程安全问题

    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 = "余胜军";

    res.userSex = "男";

    } else {

    res.userName = "小紅";

    res.userSex = "女";

    }

    count = (count + 1) % 2;

    }

     

    }

    }

    }

    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);

    }

    }

    }

    }

     

     

    2.4  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 = "hh";

    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();

    }

    }

     

    2.5 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。

    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();

    }

     

    3.2 、ReentrantLock写法:

    ReentrantLock是一个可重入的互斥锁,ReentrantLock由最近成功获取锁,还没有释放的线程所拥有,当锁被另一个线程拥有时,调用lock的线程可以成功获取锁。如果锁已经被当前线程拥有,当前线程会立即返回

    3.3、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。

    3.4、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

    Signalall notifyALL

     

    如何停止线程?

    4.1 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。 线程阻塞状态

     

    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..");

    }

     

    }

     

    public void stopThread() {

    flag = false;

    }

    }

     

     

    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++;

    }

     

    }

     

    }

     

     

     

    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.

     *

     

     */

    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!");

    }

     

    }

     

    join()方法作用

    join作用是让其他线程变为等待

    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);

    }

    }

    }

     

     

    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);

    }

    }

     

    }

     

    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);

    }

    }

    }

     

     

    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();

     

    }

     

    }

     

    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。

     

    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?

    Processed: 0.011, SQL: 9