线程通信

    技术2022-07-10  134

    线程通信的方式

    要想实现线程之间的协同, 如: 线程先后执行顺序, 获取某个线程的执行结果等, 涉及线程之间的相互通信, 分为下面四类

    文件共享网络共享变量共享JDK提供的线程协调API 细分为: suspend/resume, wait/notify, park/unpark

    文件共享

    变量共享

    线程协作 - JDK API

    典型场景: 生产者 - 消费者模型 (线程阻塞, 线程唤醒)示例: 线程1区买包子 , 没有包子, 则不执行。 线程2生产包子, 通知线程1继续执行

    API - 被弃用的suspend和resume调用suspend挂起目标线程, 通过resume可以恢复线程执行, 对调用顺序有要求,也要开发者自己注意锁的释放。这个被弃用的API, 容易死锁,也容易导致永久挂起。

    代码示例:

    /** 正常的suspend/resume */ public void suspendResumeTest() throws Exception { // 启动线程 Thread consumerThread = new Thread( () -> { if (baozidian == null) { // 如果没包子,则进入等待 System.out.println("1、进入等待"); Thread.currentThread().suspend(); } System.out.println("2、买到包子,回家"); }); consumerThread.start(); // 3秒之后,生产一个包子 Thread.sleep(3000L); baozidian = new Object(); consumerThread.resume(); System.out.println("3、通知消费者"); } /** 死锁的suspend/resume。 suspend并不会像wait一样释放锁,故此容易写出死锁代码 */ public void suspendResumeDeadLockTest() throws Exception { // 启动线程 Thread consumerThread = new Thread( () -> { if (baozidian == null) { // 如果没包子,则进入等待 System.out.println("1、进入等待"); // 当前线程拿到锁,然后挂起 synchronized (this) { Thread.currentThread().suspend(); } } System.out.println("2、买到包子,回家"); }); consumerThread.start(); // 3秒之后,生产一个包子 Thread.sleep(3000L); baozidian = new Object(); // 争取到锁以后,再恢复consumerThread synchronized (this) { consumerThread.resume(); } System.out.println("3、通知消费者"); } /** 先执行resume再执行suspend导致程序永久挂起的suspend/resume */ public void suspendResumeDeadLockTest2() throws Exception { // 启动线程 Thread consumerThread = new Thread( () -> { if (baozidian == null) { System.out.println("1、没包子,进入等待"); try { // 为这个线程加上一点延时 Thread.sleep(5000L); } catch (InterruptedException e) { e.printStackTrace(); } // 这里的挂起执行在resume后面 Thread.currentThread().suspend(); } System.out.println("2、买到包子,回家"); }); consumerThread.start(); // 3秒之后,生产一个包子 Thread.sleep(3000L); baozidian = new Object(); consumerThread.resume(); System.out.println("3、通知消费者"); consumerThread.join(); }

    wait/notify机制

    这些方法只能由同一对象锁的线程持有者调用,也就是写在同步代码块里面, 否则会抛出IllegalMonitorStateException异常。wait方法导致当前线程等待, 加入该对象的等待集合中, 并且放弃当前持有的对象锁notify/notifyAll唤醒一个/所有正在等待这个对象锁的线程注意: 虽然wait会自动解锁, 但对顺序有要求, 如果在notify被调用之后, 才开始wait方法的调用, 线程会永远处于WAINTING状态

    代码示例:

    /** 正常的wait/notify */ public void waitNotifyTest() throws Exception { // 启动线程 new Thread( () -> { if (baozidian == null) { // 如果没包子,则进入等待 synchronized (this) { try { System.out.println("1、进入等待"); this.wait(); } catch (InterruptedException e) { e.printStackTrace(); } } } System.out.println("2、买到包子,回家"); }) .start(); // 3秒之后,生产一个包子 Thread.sleep(3000L); baozidian = new Object(); synchronized (this) { this.notifyAll(); System.out.println("3、通知消费者"); } } /** 会导致程序永久等待的wait/notify */ public void waitNotifyDeadLockTest() throws Exception { // 启动线程 new Thread( () -> { if (baozidian == null) { // 如果没包子,则进入等待 try { Thread.sleep(5000L); } catch (InterruptedException e1) { e1.printStackTrace(); } synchronized (this) { try { System.out.println("1、进入等待"); this.wait(); } catch (InterruptedException e) { e.printStackTrace(); } } } System.out.println("2、买到包子,回家"); }) .start(); // 3秒之后,生产一个包子 Thread.sleep(3000L); baozidian = new Object(); synchronized (this) { this.notifyAll(); System.out.println("3、通知消费者"); } }

    park/unpark机制

    线程调用park则等待“许可”, unpark方法为指定线程提供“许可”。 不要求park和unpark方法的调用顺序。 多次调用unpark后再调用park, 线程会直接运行, 但不会叠加, 也就是说, 连续多次调用park方法, 第一次会拿到“许可”直接运行, 后续调用会进入等待。注意: park/unpark 对调用顺序没有要求, 但是并不会释放锁

    代码示例:

    /** 正常的park/unpark */ public void parkUnparkTest() throws Exception { // 启动线程 Thread consumerThread = new Thread( () -> { if (baozidian == null) { // 如果没包子,则进入等待 System.out.println("1、进入等待"); LockSupport.park(); } System.out.println("2、买到包子,回家"); }); consumerThread.start(); // 3秒之后,生产一个包子 Thread.sleep(3000L); baozidian = new Object(); LockSupport.unpark(consumerThread); System.out.println("3、通知消费者"); } /** 死锁的park/unpark */ public void parkUnparkDeadLockTest() throws Exception { // 启动线程 Thread consumerThread = new Thread( () -> { if (baozidian == null) { // 如果没包子,则进入等待 System.out.println("1、进入等待"); // 当前线程拿到锁,然后挂起 synchronized (this) { LockSupport.park(); } } System.out.println("2、买到包子,回家"); }); consumerThread.start(); // 3秒之后,生产一个包子 Thread.sleep(3000L); baozidian = new Object(); // 争取到锁以后,再恢复consumerThread synchronized (this) { LockSupport.unpark(consumerThread); } System.out.println("3、通知消费者"); }

    伪唤醒

    之前代码中用if语句来判断是否进入等待是错误的官方建议应该在循环中检查条件,原因是处于等待状态的线程可能会收到错误警报和伪唤醒, 如果不在循环中检查等待条件, 程序就会在没有满足结束条件的情况下退出

    伪唤醒 :指线程并非因为notify, notifyAll, unpark等API调用而唤醒, 是更底层的原因导致的。

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