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Java多线程通讯

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 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。

共享资源源实体类

class Res {
	public String userSex;
	public String userName;
}
 
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 = "xxxx";
					res.userSex = "男";
				} else {
					res.userName = "小紅";
					res.userSex = "女";
				}
				count = (count + 1) % 2;
			}
	}
}

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);
		}
	}
}

Res res = new Res(); IntThrad intThrad = new IntThrad(res); OutThread outThread = new OutThread(res); intThrad.start(); outThread.start(); 在这里插入图片描述 注意:数据发生错乱,造成线程安全问题

解决线程安全问题

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

		}
	}
}

输出线程加上synchronized

class Res {
	public String userName;
	public String sex;
}

class InputThread extends Thread {
	private Res res;

	public InputThread(Res res) {
		this.res = res;
	}

	@Override
	public void run() {
		int count = 0;
		while (true) {
			 synchronized (res) {
			if (count == 0) {
				res.userName = "xxxxx";
				res.sex = "男";
			} else {
				res.userName = "小红";
				res.sex = "女";
			}
			count = (count + 1) % 2;
		}

		}
	}
}
class OutThrad extends Thread {
	private Res res;

	public OutThrad(Res res) {
		this.res = res;
	}

	@Override
	public void run() {
		while (true) {
			synchronized (res) {
				System.out.println(res.userName + "," + res.sex);
			}
		}

	}
}

public class ThreadDemo01 {

	public static void main(String[] args) {
		Res res = new Res();
		InputThread inputThread = new InputThread(res);
		OutThrad outThrad = new OutThrad(res);
		inputThread.start();
		outThrad.start();
	}

}

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。 注意:一定要在线程同步中使用,并且是同一个锁的资源

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 = "xxxxx";
					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();
	}
}

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。

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();
}

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。 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。

Condition condition = lock.newCondition();
res. condition.await();  类似wait
res. Condition. Signal() 类似notify
 
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 = "xxxxx";
					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();
	}

}

如何停止线程?

  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。
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++;
	}

}

}

ThreadLoca

什么是ThreadLoca ThreadLocal提高一个线程的局部变量,访问某个线程拥有自己局部变量。 当使用ThreadLocal维护变量时,ThreadLocal为每个使用该变量的线程提供独立的变量副本,所以每一个线程都可以独立地改变自己的副本,而不会影响其它线程所对应的副本。 ThreadLocal的接口方法 ThreadLocal类接口很简单,只有4个方法,我们先来了解一下: void set(Object value)设置当前线程的线程局部变量的值。 public Object get()该方法返回当前线程所对应的线程局部变量。 public void remove()将当前线程局部变量的值删除,目的是为了减少内存的占用,该方法是JDK 5.0新增的方法。需要指出的是,当线程结束后,对应该线程的局部变量将自动被垃圾回收,所以显式调用该方法清除线程的局部变量并不是必须的操作,但它可以加快内存回收的速度。 protected Object initialValue()返回该线程局部变量的初始值,该方法是一个protected的方法,显然是为了让子类覆盖而设计的。这个方法是一个延迟调用方法,在线程第1次调用get()或set(Object)时才执行,并且仅执行1次。ThreadLocal中的缺省实现直接返回一个null。

案例:创建三个线程,每个线程生成自己独立序列号。

class Res {
	// 生成序列号共享变量
	public static Integer count = 0;
	public static ThreadLocal<Integer> threadLocal = new ThreadLocal<Integer>() {
		protected Integer initialValue() {

			return 0;
		};

	};

	public Integer getNum() {
		int count = threadLocal.get() + 1;
		threadLocal.set(count);
		return count;
	}
}

public class ThreadLocaDemo2 extends Thread {
	private Res res;

	public ThreadLocaDemo2(Res res) {
		this.res = res;
	}

	@Override
	public void run() {
		for (int i = 0; i < 3; i++) {
			System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "---" + "i---" + i + "--num:" + res.getNum());
		}

	}

	public static void main(String[] args) {
		Res res = new Res();
		ThreadLocaDemo2 threadLocaDemo1 = new ThreadLocaDemo2(res);
		ThreadLocaDemo2 threadLocaDemo2 = new ThreadLocaDemo2(res);
		ThreadLocaDemo2 threadLocaDemo3 = new ThreadLocaDemo2(res);
		threadLocaDemo1.start();
		threadLocaDemo2.start();
		threadLocaDemo3.start();
	}

}

ThreadLoca实现原理

ThreadLoca通过map集合 Map.put(“当前线程”,值);

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