Java并發(fā)編程之線程間的通信
在操作系統(tǒng)中,線程是個(gè)獨(dú)立的個(gè)體,但是在線程執(zhí)行過程中,如果處理同一個(gè)業(yè)務(wù)邏輯,可能會產(chǎn)生資源爭搶,導(dǎo)致并發(fā)問題,通常使用互斥鎖來控制該邏輯。但是在還有這樣一類場景,任務(wù)執(zhí)行是有順序控制的,例如常見的報(bào)表數(shù)據(jù)生成:
該場景在相對復(fù)雜的系統(tǒng)中非常常見,如果基于多線程來描述該過程,則需要線程之間通信協(xié)作,才能有條不紊的處理該場景業(yè)務(wù)。
2、等待通知機(jī)制如上的業(yè)務(wù)場景,如果線程A生成數(shù)據(jù)過程中,線程B一直在訪問數(shù)據(jù)容器,判斷該過程的數(shù)據(jù)是否已經(jīng)生成,則會造成資源浪費(fèi)。正常的流程應(yīng)該如圖,線程A和線程B同時(shí)啟動,線程A開始處理數(shù)據(jù)生成任務(wù),線程B嘗試獲取容器數(shù)據(jù),數(shù)據(jù)還沒過來,線程B則進(jìn)入等待狀態(tài),當(dāng)線程A的任務(wù)處理完成,則通知線程B去容器中獲取數(shù)據(jù),這樣基于線程等待和通知的機(jī)制來協(xié)作完成任務(wù)。
3、基礎(chǔ)方法等待/通知機(jī)制的相關(guān)方法是Java中Object層級的基礎(chǔ)方法,任何對象都有該方法:
notify:隨機(jī)通知一個(gè)在該對象上等待的線程,使其結(jié)束wait狀態(tài)返回; notifyAll:喚醒在該對象上所有等待的線程,進(jìn)入對象鎖爭搶隊(duì)列中; wait:線程進(jìn)入waiting等待狀態(tài),不會爭搶鎖對象,也可以設(shè)置等待時(shí)間;線程的等待通知機(jī)制,就是基于這幾個(gè)基礎(chǔ)方法。
二、等待通知原理1、基本原理等待/通知機(jī)制,該模式下指線程A在不滿足任務(wù)執(zhí)行的情況下調(diào)用對象wait()方法進(jìn)入等待狀態(tài),線程B修改了線程A的執(zhí)行條件,并調(diào)用對象notify()或者notifyAll()方法,線程A收到通知后從wait狀態(tài)返回,進(jìn)而執(zhí)行后續(xù)操作。兩個(gè)線程通過基于對象提供的wait()/notify()/notifyAll()等方法完成等待和通知間交互,提高程序的可伸縮性。
2、實(shí)現(xiàn)案例通過線程通信解決上述數(shù)據(jù)生成和存儲任務(wù)的解耦流程。
public class NotifyThread01 { static Object lock = new Object() ; static volatile List<String> dataList = new ArrayList<>(); public static void main(String[] args) throws Exception {Thread saveThread = new Thread(new SaveData(),'SaveData');saveThread.start();TimeUnit.SECONDS.sleep(3);Thread dataThread = new Thread(new AnalyData(),'AnalyData');dataThread.start(); } // 等待數(shù)據(jù)生成,保存 static class SaveData implements Runnable {@Overridepublic void run() { synchronized (lock){while (dataList.size()==0){ try {System.out.println(Thread.currentThread().getName()+'等待...');lock.wait(); } catch (InterruptedException e) {e.printStackTrace(); }}System.out.println('SaveData ..'+ dataList.get(0)+dataList.get(1)); }} } // 生成數(shù)據(jù),通知保存 static class AnalyData implements Runnable {@Overridepublic void run() { synchronized (lock){dataList.add('hello,');dataList.add('java');lock.notify();System.out.println('AnalyData End...'); }} }}
注意:除了dataList滿足寫條件,還要在AnalyData線程執(zhí)行通知操作。
三、管道流通信1、管道流簡介基本概念
管道流主要用于在不同線程間直接傳送數(shù)據(jù),一個(gè)線程發(fā)送數(shù)據(jù)到輸出管道,另一個(gè)線程從輸入管道中讀取數(shù)據(jù),進(jìn)而實(shí)現(xiàn)不同線程間的通信。
實(shí)現(xiàn)分類
管道字節(jié)流:PipedInputStream和PipedOutputStream;
管道字符流:PipedWriter和PipedReader;
新IO管道流:Pipe.SinkChannel和Pipe.SourceChannel;
2、使用案例public class NotifyThread02 { public static void main(String[] args) throws Exception {PipedInputStream pis = new PipedInputStream();PipedOutputStream pos = new PipedOutputStream();// 鏈接輸入流和輸出流pos.connect(pis);// 寫數(shù)據(jù)線程new Thread(new Runnable() { public void run() {BufferedReader br = new BufferedReader(new InputStreamReader(System.in));// 將從鍵盤讀取的數(shù)據(jù)寫入管道流PrintStream ps = new PrintStream(pos);while (true) { try {System.out.print(Thread.currentThread().getName());ps.println(br.readLine());Thread.sleep(1000); } catch (Exception e) {e.printStackTrace(); }} }}, '輸入數(shù)據(jù)線程:').start();// 讀數(shù)據(jù)線程new Thread(new Runnable() { public void run() {BufferedReader br = new BufferedReader(new InputStreamReader(pis));while (true) { try {System.out.println(Thread.currentThread().getName() + br.readLine()); } catch (IOException e) {e.printStackTrace(); }} }}, '輸出數(shù)據(jù)線程:').start(); }}
寫線程向管道流寫入數(shù)據(jù),讀線程讀取數(shù)據(jù),完成基本通信流程。
四、生產(chǎn)消費(fèi)模式1、業(yè)務(wù)場景基于線程等待通知機(jī)制:實(shí)現(xiàn)工廠生產(chǎn)一件商品,通知商店賣出一件商品的業(yè)務(wù)流程。
2、代碼實(shí)現(xiàn)public class NotifyThread03 { public static void main(String[] args) {Product product = new Product();ProductFactory productFactory = new ProductFactory(product);ProductShop productShop = new ProductShop(product);productFactory.start();productShop.start(); }}// 產(chǎn)品class Product { public String name ; public double price ; // 產(chǎn)品是否生產(chǎn)完畢,默認(rèn)沒有 boolean flag ;}// 產(chǎn)品工廠:生產(chǎn)class ProductFactory extends Thread { Product product ; public ProductFactory (Product product){this.product = product; } @Override public void run() {int i = 0 ;while (i < 20) { synchronized (product) {if (!product.flag){ if (i%2 == 0){product.name = '鼠標(biāo)';product.price = 79.99; } else {product.name = '鍵盤';product.price = 89.99; } System.out.println('產(chǎn)品:'+product.name+'【價(jià)格:'+product.price+'】出廠...'); product.flag = true ; i++; // 通知消費(fèi)者 product.notifyAll();} else { try {// 進(jìn)入等待狀態(tài)product.wait(); } catch (InterruptedException e) {e.printStackTrace(); }} }} }}// 產(chǎn)品商店:銷售class ProductShop extends Thread { Product product ; public ProductShop (Product product){this.product = product ; } @Override public void run() {while (true) { synchronized (product) {if (product.flag == true ){ System.out.println('產(chǎn)品:'+product.name+'【價(jià)格'+(product.price*2)+'】賣出...'); product.flag = false ; product.notifyAll(); //喚醒生產(chǎn)者} else { try {product.wait(); } catch (InterruptedException e) {e.printStackTrace(); }} }} }}
流程描述:ProductFactory生成一件商品,通知商店售賣,通過flag標(biāo)識判斷控制是否進(jìn)入等待狀態(tài),商店賣出商品后,再次通知工廠生產(chǎn)商品。
五、源代碼地址GitHub·地址https://github.com/cicadasmile/java-base-parentGitEE·地址https://gitee.com/cicadasmile/java-base-parent
以上就是Java并發(fā)編程之線程間的通信的詳細(xì)內(nèi)容,更多關(guān)于Java 線程間通信的資料請關(guān)注好吧啦網(wǎng)其它相關(guān)文章!
相關(guān)文章:
1. HTTP協(xié)議常用的請求頭和響應(yīng)頭響應(yīng)詳解說明(學(xué)習(xí))2. CSS清除浮動方法匯總3. HTML DOM setInterval和clearInterval方法案例詳解4. HTML5實(shí)戰(zhàn)與剖析之觸摸事件(touchstart、touchmove和touchend)5. Vue如何使用ElementUI對表單元素進(jìn)行自定義校驗(yàn)及踩坑6. XML入門的常見問題(三)7. XML在語音合成中的應(yīng)用8. jscript與vbscript 操作XML元素屬性的代碼9. HTML5 Canvas繪制圖形從入門到精通10. 不要在HTML中濫用div
