深入理解JAVA多线程之线程间的通信方式

一，介绍

本总结我对于JAVA多线程中线程之间的通信方式的理解，主要以代码结合文字的方式来讨论线程间的通信，故摘抄了书中的一些示例代码。

二，线程间的通信方式

①同步

这里讲的同步是指多个线程通过synchronized关键字这种方式来实现线程间的通信。

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参考示例：

public class MyObject {
 
  synchronized public void methodA() {
    //do something....
  }
 
  synchronized public void methodB() {
    //do some other thing
  }
}
 
public class ThreadA extends Thread {
 
  private MyObject object;
//省略构造方法
  @Override
  public void run() {
    super.run();
    object.methodA();
  }
}
 
public class ThreadB extends Thread {
 
  private MyObject object;
//省略构造方法
  @Override
  public void run() {
    super.run();
    object.methodB();
  }
}
 
public class Run {
  public static void main(String[] args) {
    MyObject object = new MyObject();
 
    //线程A与线程B 持有的是同一个对象:object
    ThreadA a = new ThreadA(object);
    ThreadB b = new ThreadB(object);
    a.start();
    b.start();
  }
}

由于线程A和线程B持有同一个MyObject类的对象object，尽管这两个线程需要调用不同的方法，但是它们是同步执行的，比如：线程B需要等待线程A执行完了methodA()方法之后，它才能执行methodB()方法。这样，线程A和线程B就实现了 通信。

这种方式，本质上就是“共享内存”式的通信。多个线程需要访问同一个共享变量，谁拿到了锁（获得了访问权限），谁就可以执行。

②while轮询的方式

代码如下：

import java.util.ArrayList;
import java.util.List;
 
public class MyList {
 
  private List list = new ArrayList();
  public void add() {
    list.add("elements");
  }
  public int size() {
    return list.size();
  }
}
 
import mylist.MyList;
 
public class ThreadA extends Thread {
 
  private MyList list;
 
  public ThreadA(MyList list) {
    super();
    this.list = list;
  }
 
  @Override
  public void run() {
    try {
      for (int i = 0; i < 10; i++) {
        list.add();
        System.out.println("添加了" + (i + 1) + "个元素");
        Thread.sleep(1000);
      }
    } catch (InterruptedException e) {
      e.printStackTrace();
    }
  }
}
 
import mylist.MyList;
 
public class ThreadB extends Thread {
 
  private MyList list;
 
  public ThreadB(MyList list) {
    super();
    this.list = list;
  }
 
  @Override
  public void run() {
    try {
      while (true) {
        if (list.size() == 5) {
          System.out.println("==5, 线程b准备退出了");
          throw new InterruptedException();
        }
      }
    } catch (InterruptedException e) {
      e.printStackTrace();
    }
  }
}
 
import mylist.MyList;
import extthread.ThreadA;
import extthread.ThreadB;
 
public class Test {
 
  public static void main(String[] args) {
    MyList service = new MyList();
 
    ThreadA a = new ThreadA(service);
    a.setName("A");
    a.start();
 
    ThreadB b = new ThreadB(service);
    b.setName("B");
    b.start();
  }
}

在这种方式下，线程A不断地改变条件，线程ThreadB不停地通过while语句检测这个条件(list.size()==5)是否成立 ，从而实现了线程间的通信。但是这种方式会浪费CPU资源。之所以说它浪费资源，是因为JVM调度器将CPU交给线程B执行时，它没做啥“有用”的工作，只是在不断地测试 某个条件是否成立。就类似于现实生活中，某个人一直看着手机屏幕是否有电话来了，而不是： 在干别的事情，当有电话来时，响铃通知TA电话来了。

③wait/notify机制

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代码如下：

import java.util.ArrayList;
import java.util.List;
 
public class MyList {
 
  private static List list = new ArrayList();
 
  public static void add() {
    list.add("anyString");
  }
 
  public static int size() {
    return list.size();
  }
}
 
 
public class ThreadA extends Thread {
 
  private Object lock;
 
  public ThreadA(Object lock) {
    super();
    this.lock = lock;
  }
 
  @Override
  public void run() {
    try {
      synchronized (lock) {
        if (MyList.size() != 5) {
          System.out.println("wait begin "
              + System.currentTimeMillis());
          lock.wait();
          System.out.println("wait end "
              + System.currentTimeMillis());
        }
      }
    } catch (InterruptedException e) {
      e.printStackTrace();
    }
  }
}
 
 
public class ThreadB extends Thread {
  private Object lock;
 
  public ThreadB(Object lock) {
    super();
    this.lock = lock;
  }
 
  @Override
  public void run() {
    try {
      synchronized (lock) {
        for (int i = 0; i < 10; i++) {
          MyList.add();
          if (MyList.size() == 5) {
            lock.notify();
            System.out.println("已经发出了通知");
          }
          System.out.println("添加了" + (i + 1) + "个元素!");
          Thread.sleep(1000);
        }
      }
    } catch (InterruptedException e) {
      e.printStackTrace();
    }
  }
}
 
public class Run {
 
  public static void main(String[] args) {
 
    try {
      Object lock = new Object();
 
      ThreadA a = new ThreadA(lock);
      a.start();
 
      Thread.sleep(50);
 
      ThreadB b = new ThreadB(lock);
      b.start();
    } catch (InterruptedException e) {
      e.printStackTrace();
    }
  }
}

线程A要等待某个条件满足时(list.size()==5)，才执行操作。线程B则向list中添加元素，改变list 的size。

A,B之间如何通信的呢？也就是说，线程A如何知道 list.size() 已经为5了呢？

这里用到了Object类的 wait() 和 notify() 方法。

当条件未满足时(list.size() !=5)，线程A调用wait() 放弃CPU，并进入阻塞状态。---不像②while轮询那样占用CPU

当条件满足时，线程B调用 notify()通知 线程A，所谓通知线程A，就是唤醒线程A，并让它进入可运行状态。

这种方式的一个好处就是CPU的利用率提高了。

但是也有一些缺点：比如，线程B先执行，一下子添加了5个元素并调用了notify()发送了通知，而此时线程A还执行；当线程A执行并调用wait()时，那它永远就不可能被唤醒了。因为，线程B已经发了通知了，以后不再发通知了。这说明：通知过早，会打乱程序的执行逻辑。

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