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      Java 多线程之间如何通知通信

      首页 知识中心 软件开发 文章详情页

      Java 多线程之间如何通知通信

      2023-07-07 07:46:51 阅读次数:421

      java,多线程,通信

      需求:

      有两个线程,A 线程向一个集合里面依次添加元素“123”字符串,一共添加十次,当添加到第五次的时候,希望 B 线程能够收到 A 线程的通知,然后 B 线程执行相关的业务操作。线程间通信的模型有两种:共享内存和消息传递,以下方式都是基本这两种模型来实现的。

      1.使用 volatile 关键字

      基于 volatile 关键字来实现线程间相互通信是使用共享内存的思想。大致意思就是多个线程同时监听一个变量,当这个变量发生变化的时候 ,线程能够感知并执行相应的业务。这也是最简单的一种实现方式

      //定义共享变量来实现通信,它需要volatile修饰,否则线程不能及时感知
      static volatile boolean notice = false;

      public static void main(String[] args) {
      List<String> list = new ArrayList<>();
      //线程A
      Thread threadA = new Thread(() -> {
      for (int i = 1; i <= 10; i++) {
      list.add("123");
      System.out.println("线程A添加元素,此时list的size为:" + list.size());
      try {
      Thread.sleep(500);
      } catch (InterruptedException e) {
      e.printStackTrace();
      }
      if (list.size() == 5){
      notice = true;
      }
      }
      });
      //线程B
      Thread threadB = new Thread(() -> {
      while (true) {
      if (notice) {
      System.out.println("线程B收到通知,开始执行自己的业务...");
      break;
      }
      }
      });
      //需要先启动线程B
      threadB.start();
      try {
      Thread.sleep(1000);
      } catch (InterruptedException e) {
      e.printStackTrace();
      }
      // 再启动线程A
      threadA.start();
      }

      2.使用 Object 类的 wait()/notify()

      Object 类提供了线程间通信的方法:​​wait()​​​、​​notify()​​​、​​notifyAll()​​,它们是多线程通信的基础,而这种实现方式的思想自然是线程间通信。

      注意:​​wait/notify​​​ 必须配合 ​​synchronized​​​ 使用,wait 方法释放锁,notify 方法不释放锁。wait 是指在一个已经进入了同步锁的线程内,让自己暂时让出同步锁,以便其他正在等待此锁的线程可以得到同步锁并运行,只有其他线程调用了​​notify()​​​,notify并不释放锁,只是告诉调用过​​wait()​​​的线程可以去参与获得锁的竞争了,但不是马上得到锁,因为锁还在别人手里,别人还没释放,调用 ​​wait()​​ 的一个或多个线程就会解除 wait 状态,重新参与竞争对象锁,程序如果可以再次得到锁,就可以继续向下运行。

      //定义一个锁对象
      Object lock = new Object();
      List<String> list = new ArrayList<>();
      // 线程A
      Thread threadA = new Thread(() -> {
      synchronized (lock) {
      for (int i = 1; i <= 10; i++) {
      list.add("123");
      System.out.println("线程A添加元素,此时list的size为:" + list.size());
      try {
      Thread.sleep(500);
      } catch (InterruptedException e) {
      e.printStackTrace();
      }
      if (list.size() == 5){
      lock.notify();//唤醒B线程
      }
      }
      }
      });
      //线程B
      Thread threadB = new Thread(() -> {
      while (true) {
      synchronized (lock) {
      if (list.size() != 5) {
      try {
      lock.wait();
      } catch (InterruptedException e) {
      e.printStackTrace();
      }
      }
      System.out.println("线程B收到通知,开始执行自己的业务...");
      }
      }
      });
      //需要先启动线程B
      threadB.start();
      try {
      Thread.sleep(1000);
      } catch (InterruptedException e) {
      e.printStackTrace();
      }
      //再启动线程A
      threadA.start();

      Java 多线程之间如何通知通信

      由输出结果,在线程 A 发出 ​​notify()​​​ 唤醒通知之后,依然是走完了自己线程的业务之后,线程 B 才开始执行,正好说明 ​​notify()​​​ 不释放锁,而 ​​wait()​​ 释放锁。

      3.使用JUC工具类 CountDownLatch

      jdk1.5 之后在​​java.util.concurrent​​​包下提供了很多并发编程相关的工具类,简化了并发编程代码的书写,​​CountDownLatch​​​ 基于 ​​AQS 框架​​,相当于也是维护了一个线程间共享变量 state。

      CountDownLatch countDownLatch = new CountDownLatch(1);
      List<String> list = new ArrayList<>();
      //线程A
      Thread threadA = new Thread(() -> {
      for (int i = 1; i <= 10; i++) {
      list.add("123");
      System.out.println("线程A添加元素,此时list的size为:" + list.size());
      try {
      Thread.sleep(500);
      } catch (InterruptedException e) {
      e.printStackTrace();
      }
      if (list.size() == 5){
      countDownLatch.countDown();
      }
      }
      });
      //线程B
      Thread threadB = new Thread(() -> {
      while (true) {
      if (list.size() != 5) {
      try {
      countDownLatch.await();
      } catch (InterruptedException e) {
      e.printStackTrace();
      }
      }
      System.out.println("线程B收到通知,开始执行自己的业务...");
      break;
      }
      });
      //需要先启动线程B
      threadB.start();
      try {
      Thread.sleep(1000);
      } catch (InterruptedException e) {
      e.printStackTrace();
      }
      //再启动线程A
      threadA.start();

      4.使用 ReentrantLock 结合 Condition

      ReentrantLock lock = new ReentrantLock();
      Condition condition = lock.newCondition();

      List<String> list = new ArrayList<>();
      //线程A
      Thread threadA = new Thread(() -> {
      lock.lock();
      for (int i = 1; i <= 10; i++) {
      list.add("123");
      System.out.println("线程A添加元素,此时list的size为:" + list.size());
      try {
      Thread.sleep(500);
      } catch (InterruptedException e) {
      e.printStackTrace();
      }
      if (list.size() == 5){
      condition.signal();
      }
      }
      lock.unlock();
      });
      //线程B
      Thread threadB = new Thread(() -> {
      lock.lock();
      if (list.size() != 5) {
      try {
      condition.await();
      } catch (InterruptedException e) {
      e.printStackTrace();
      }
      }
      System.out.println("线程B收到通知,开始执行自己的业务...");
      lock.unlock();
      });
      threadB.start();
      try {
      Thread.sleep(1000);
      } catch (InterruptedException e) {
      e.printStackTrace();
      }
      threadA.start();

      这种方式使用起来并不是很好,代码编写复杂,而且线程 B 在被 A 唤醒之后由于没有获取锁还是不能立即执行,也就是说,A 在唤醒操作之后,并不释放锁。这种方法跟 Object 的 ​​wait()/notify()​​ 一样。

      • await:释放当前锁持有的锁,生成线程等待node,存储到condition中的单链表中,等被唤醒的时候,在加入到锁的等待队列
      • signal:唤醒condition等待队列里的一个线程(firstWaiter)
      • signalAll: 循环唤醒condition等待队列里的所有线程

      5.基本 LockSupport 实现线程间的阻塞和唤醒

      ​​LockSupport​​ 是一种非常灵活的实现线程间阻塞和唤醒的工具,使用它不用关注是等待线程先进行还是唤醒线程先运行,但是得知道线程的名字。

      List<String> list = new ArrayList<>();
      //线程B
      final Thread threadB = new Thread(() -> {
      if (list.size() != 5) {
      LockSupport.park();
      }
      System.out.println("线程B收到通知,开始执行自己的业务...");
      });
      //线程A
      Thread threadA = new Thread(() -> {
      for (int i = 1; i <= 10; i++) {
      list.add("123");
      System.out.println("线程A添加元素,此时list的size为:" + list.size());
      try {
      Thread.sleep(500);
      } catch (InterruptedException e) {
      e.printStackTrace();
      }
      if (list.size() == 5){
      LockSupport.unpark(threadB);
      }
      }
      });
      threadA.start();
      threadB.start();
      版权声明:本文内容来自第三方投稿或授权转载,原文地址:https://blog.51cto.com/u_14452299/6019855,作者:鱼找水需要时间,版权归原作者所有。本网站转在其作品的目的在于传递更多信息,不拥有版权,亦不承担相应法律责任。如因作品内容、版权等问题需要同本网站联系,请发邮件至ctyunbbs@chinatelecom.cn沟通。

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