Java 中利用管道实现线程间的通讯

　在Java 语言中，提供了各种各样的输入输出流（stream）,使我们能够很方便的对数据进行操作，其中，管道（pipe）流是一种特殊的流，用于在不同线程（threads）间直接传送数据。一个线程发送数据到输出管道，另一个线程从输入管道中读数据。通过使用管道，实现不同线程间的通讯。 无需求助于类似临时文件之类的东西。本文在简要介绍管道的基本概念后，将以一个具体的实例pipeapp加以详细说明。

　　1．管道的创建与使用

　　Java提供了两个特殊的专门的类专门用于处理管道，它们就是pipedinputstream类和pipeoutputstream类。

　　Pipedinputstream代表了数据在管道中的输出端，也就是线程向管道读数据的一端；pipeoutputstream代表了数据在管道中的输入端，也就是线程向管道写数据的一端，这两个类一起使用可以提供数据的管道流。

　　为了创建一个管道流，我们必须首先创建一个pipeoutstream对象，然后，创建pipeinputstream对象，实例如下：

　　pipeout= new pipedyoutstream();
　　pipein= new pipedputsteam(pipepout);

　　一旦创建了一个管道后，就可以象操作文件一样对管道进行数据的读写。

　　2．演示程序： pipeapp

　　应用程序由三个程序组成：主线程（pipeapp.Java）及由主线程启动的两个二级线程（ythread.Java和zthread.Java）,它们使用管道来处理数据。程序从一个内容为一行一行"x"字母的"input.txt"文件中读取数据，使用管道传输数据，第一次是利用线程ythread将数据"x"转换为"y"，最后利用线程zthread将"y"转换为"z",之后，程序在屏幕上显示修改后的数据。

　　主线程 （pipeapp.Java）

　　在main()方法中，程序首先创建一个应用对象：pipeapp pipeapp=new pipeapp();

由于程序中流操作都需要使用IOException异常处理，所以设置了一个try块。在try中，为了从源文件中读取数据，程序为"input.txt"文件创建了一个输入流Xfileln,:

　　fileinputstream xfileln= new fileinputstream("input.txt");

　　新的输入流传递给changetoy()方法，让线程ythread能读取该文件：

　　inputstream ylnpipe =pipeapp.changetoy(xfileln);

　　changetoy()方法创建将输入数据"x"改变到"y"的线程ythread,并返回该线程的输入管道：

　　inputstream zlnpipe = pipeapp.changetoz(ylnpipe);

　　changetoz()方法启动将数据从"y"改变到"z"的线程zehread,主程序将使用从changetoz()返回的输入管道。得到以修改的数据。

　　然后，程序将管道输入流定位到datainputstream对象，使程序能够使用readline()方法读取数据：
　　datainputstream inputstream = new datainputstream(zlnpiepe);

　　创建了输入流以后，程序就可以以行一行的读取数据病显示在屏幕上。

　　String str= inputstream.readline();
　　While(str!=null)
　　{
　　　　system.out.println(str);
　　　　str=inputstream.readline();
　　}

　　显示完成之后，程序关闭输入流：

　　inputstream.close();
　　changetoy()方法

　　changetoy()方法首先通过传递一个参数inputstream给datainputstream对象来定位资源的输入流，使程序能使用readline()方法从流中读取数据：

　　datainputstream xfileln =new datainutstream(inputstream)；

　　然后，changetoy()创建输出管道和输入管道：

　　pipeoutstream pipeout = new pipeoutputstream();
　　pipeinputstream pipeln = new pipedinputsteam(pipeout);

　　为了能够使用println()方法输出修改的后的文本行到管道，程序将输出管道定位到printstream对象：

　　printstream printstream = new printstream(pipeout);

　　现在，程序可以创建将数据从x改变到y的线程，该线程是ythread类的一个对象，他传递两个参数：输入文件（xfileln）和输出管道（调用printstream）

　　ythread ythread =new thread(xfileln,printstream);

　　之后，程序启动线程：

　　changetoz（）方法

　　changetoz()方法与changetoy()方法很相似，他从changetoy()返回的输入流开始：

　　datainputstream yfileln= new datainputstream(inputstream);

　　程序创建一个新的管道：

　　pipedoutstream pipeout2 = new pipedoutputstream();
　　pipedinputstream pipeln2 = new pipedinputsream(pipeout2);

　　该线程通过这个新的管道发出修改后的数据（输入流pipeln2）给主程序。

源程序如下：

//
//pipeapp.Java-pipeapp的主应用程序
//
import Java.io.*
class pipeapp
{
public static void main(string[] args)
{
pipeapp pipeapp=new pipeapp();
try
{
fileinputstream xfile =new fileinputstream("input.txt");
inputstream ylnpipe = pipeapp.changetoy(xfileln);
inputstream zlnpipe=pipeapp.changetoz(ylnpipe);
system.out.println();
system.out.println("here are the results");
system.out.pringln();
datainputstream inputstream = nes datainputstream(zlnpipe);
string str = inputstream.readline();
while (str!=null)
{
system.out.println(str);
str=inputstream.readline();
}
inputstream.close();
}
catch(exception e)
{
system.out.println(e.tostring());
}
}
public inputstream changetoy(inputstream inputstream)
{
try
{
datainputstream pipeout = new datainputsteam(inputstream);
pipedoutstream pipeout = new pipedoutputstream();
pipedlnsteam pipeln = new pipedlnputstream(pipeout);
printstream printstream = new printstream(pipeout);
ythread ythread = new ythread(xfileln,printstream);
ythread.start();
return pipeln;
}
catch(exeption e)
{
system.out.println(x.tostring());
}
return null;
}
public inputstream changetoz(inputstream inputsteam)
{
try
{
datainputstream yfileln = new datainputstream(inputstream);
pipeoutputstream pipeln2 = new pipedinputstream(pipeout2);
printrstream printstream2 = new printsteam(pipeout2);
zthread zthread = new zthread(yfileln,printstream2);
zthread.start();
return pipeln2;
}
catch(exception e)
{
system.out.println(e.tostring());
}
return null;
}
}

　　Ythread类和Zthread类

　　由于ythread类与zthread类基本一样，在此仅以ythread为例加以说明。

　　Ythread的构造器接收两个参数：输入的文件和第一个管道的输出端，构造器存储这两个参数作为类的数据成员：

　　Ythread(datainputstream xfileln,pringstream printstream)
　　{
　　　　this.xfileln = xfileln;
　　　　this.printstream = printstream;
　　}

　　线程通过run()方法来处理数据。首先读取一行数据，确保xstring不为空的情况下循环执行：
string xstring = xfileln.readline();

　　每读一行数据，完成一次转换

　　string ystring = xstring.replace('x','y');

　　然后将修改后的数据输出到管道的输出端：

　　prinstream.prinrln(ystring);

　　为了确保所有缓冲区的数据完全进入管道的输出端：

　　pringstram.flush();

　　循环完成后，线程关闭管道输出流：

　　pringstram.close();

ythread类的源程序如下：

//
//ythread.Java
//
import Java.io.*;
class ythread exteads thread
{
datainputstream xfileln;
pringstream printstream;
ythread(datainputstream xfileln,pringstream.printstream)
{
this.xfileln = xfileln;
this.printstream = printstream;
}
public void run()
{
try
{
string xstring = xfileln.readline();
while(xstring!=null)
{
string ystring= xstring.replace('x','y');
printstream.pringln(ystring);
printstream.flush();
xstring= xfileln.readline();
}
printstream.close();
}
catch{ioexception e}
{
system.out.println(e.tostring());
}
}
}

　　pipeapp应用程序使用microsoft visual j++1.1编译