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一、线程间通讯

 

    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。

 

  1. 例如有一个资源,包含name sex信息
  2. 一个输入线程要对其进行赋值
  3. 一个输出线程要对其进行打印
  4. 发现用两个线程来分别执行input(存姓名,性别)和output(取姓名,性别)时,会出现安全问题,出现人妖
  5. 那么让两个线程的动作同步(synchronized)来解决,都加同一把锁(object),这样在某一刻时间,就只能有一个线程能操作资源,貌似解决了问题
  6. 但是又发现,不能达到输入一个就输出一个,而是成片的输入,成片的输出
  7. 这时,就考虑加个判断flag,
  8. 当flag为false代表资源为空可以输入数据,
  9. 输入完数据后,唤醒output,让flag=true,然后让input  wait 释放资源和锁,并等待,
  10. output输出数据,完成后让flag=false,唤醒input,output wait释放资源和锁。。。。。。
  11. 这就是多线程的等待唤醒机制
二、常用方法
public class Object
{
	//1、唤醒在此对象监视器上等待的单个线程。对象监视器相当于锁  
    public final native void notify();  
  
    //2、唤醒在此对象监视器上等待的所有线程。  
    public final native void notifyAll();  
  
    //3、在其他线程调用此对象的 notify() 方法或 notifyAll() 方法前,导致当前线程等待。  
    public final void wait() throws InterruptedException   
    {  
        wait(0);  
    }  
  
    //在其他线程调用此对象的 notify() 方法或 notifyAll() 方法,或者超过指定的时间量前,导致当前线程等待。  
    public final native void wait(long timeout) throws InterruptedException;
}
   这三种方法都定义在Object类中,为什么呢?
  • 这些方法全用在同步中(因为要对持有监视器《锁》的线程操作,所以要使用在同步中,因为只有同步才具有锁)
  • 使用这些方法必须要标识所属的同步的锁=》obj.wait(); obj.notify(); obj.notifyall();
  • 也可以说:这些方法在操作同步中线程时,都必须要标识它们所操作线程持有的锁:也就是说等待和唤醒必须是同一个锁
  • 锁可以是任意对象,所以任意对象调用的方法一定定义在Object类中
三、示例
//资源类
class  Res
{
	String name;
	int age;
	//因为要先输入,所以初始化为false
	boolean flag = false;

	//设置资源信息
	public synchronized void setRes(String name,int age)
	{
		if(flag)
			try{wait();}catch(Exception e){}
		this.name = name;
		this.age = age;
		flag = true;
		notify();
	}
	//打印资源信息
	public synchronized void out()
	{
		if(!flag)
			try{wait();}catch(Exception e){}
		System.out.println(name+"----"+age);
		flag = false;
		notify();
	}
}
//输入
class Input implements Runnable
{
	Res res = new Res();
	Input(Res res)
	{
		this.res = res;
	}
	boolean flag = true;
	public void run()
	{
		while(true)
		{
			if(flag)
			{
				res.setRes("java",20);
			}
			else
			{
				res.setRes("丽丽",18);
			}
			flag = !flag;
		}
	}
}
//输出
class Output implements Runnable
{
	Res res = new Res();
	Output(Res res)
	{
		this.res = res;
	}
	public void run()
	{
		while(true)
		{
			res.out();
		}
	}
}
//测试
class Test
{
	public static void main(String[] args)
	{
		Res res = new Res();
		Input in = new Input(res);
		Output out = new Output(res);
		new Thread(in).start();
		new Thread(out).start();
		new Thread(in).start();
		new Thread(out).start();
	}
}
 四、wait() 和sleep() 的区别:
  1. wait():释放资源,释放锁,是锁的方法
  2. sleep():释放资源,不释放锁,是Thread的方法
  3. wait:可以指定时间也可以不指定时间。不指定时间,只能由对应的notify或者notifyAll来唤醒。
  4. sleep:必须指定时间,时间到自动从冻结状态转成运行状态(临时阻塞状态)。
五、生产者消费者示例
class ProducerConsumerDemo 
{
	public static void main(String[] args) 
	{
		Resource res = new Resource();
		Producer pro = new Producer(res);
		ConsumerDemo con = new ConsumerDemo(res);
		new Thread(pro).start();
		new Thread(pro).start();
		new Thread(con).start();
		new Thread(con).start();
	}
}
class Resource
{
	String name;
	int count = 0;
	boolean flag = false;
	public synchronized void setRes(String name)
	{
		while(flag)
			try{wait();}catch(Exception e){}
		this.name = name + "---" + count++;
		System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"---生产:"+this.name);
		flag = true;
		notifyAll();
	}
	public synchronized void out()
	{
		while(!flag)
			try{wait();}catch(Exception e){}
		System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"--------------消费:"+name);
		flag = false;
		notifyAll();
	}
}
class Producer implements Runnable
{
	Resource res = new Resource();
	Producer(Resource res)
	{
		this.res = res;
	}
	public void run()
	{
		while(true)
			res.setRes("商品");
	}
}
class ConsumerDemo implements Runnable
{
	Resource res = new Resource();
	ConsumerDemo(Resource res)
	{
		this.res = res;
	}
	public void run()
	{
		while(true)
			res.out();
	}
}
 六、jdk1.5升级版的生产者消费者示例
 
//java.util.concurrent.locks.Lock
class interface Lock
{
	//1,获取锁
	void lock();

	//2,释放锁。
    void unlock();

	//3,返回绑定到此 Lock 实例的新 Condition 实例
    Condition newCondition();
}
  1. 锁是控制多个线程对共享资源进行访问的工具。
  2. Lock 实现提供了比使用 synchronized 方法和语句可获得的更广泛的锁定操作。
  3. 此实现允许更灵活的结构,可以具有差别很大的属性,可以支持多个相关的 Condition 对象。
//一个可重入的互斥锁 Lock,它具有与使用 synchronized 方法和语句所访问的隐式监视器锁相同的一些基本行为和语义,但功能更强大。
//ReentrantLock 将由最近成功获得锁,并且还没有释放该锁的线程所拥有。
//当锁没有被另一个线程所拥有时,调用 lock 的线程将成功获取该锁并返回。
public class ReentrantLock implements Lock, java.io.Serializable
{
	private static final long serialVersionUID = 7373984872572414699L;

	//构造方法:创建一个 ReentrantLock 的实例。
	public ReentrantLock() {
        sync = new NonfairSync();
    }

	//构造方法:创建一个具有给定公平策略的 ReentrantLock。
    public ReentrantLock(boolean fair) {
        sync = (fair)? new FairSync() : new NonfairSync();
    }

	//方法主要用到Lock的lock()和unlock();
}
 
//java.util.concurrent.locks.Condition
//Condition 将 Object 监视器方法(wait、notify 和 notifyAll)分解成截然不同的对象,
//以便通过将这些对象与任意 Lock 实现组合使用,为每个对象提供多个等待 set(wait-set)。
//其中,Lock 替代了 synchronized 方法和语句的使用,Condition 替代了 Object 监视器方法的使用
//Condition 实例实质上被绑定到一个锁上。要为特定 Lock 实例获得 Condition 实例,请使用其 newCondition() 方法。
public interface Condition
{
	//造成当前线程在接到信号或被中断之前一直处于等待状态。
	void await() throws InterruptedException;

	//造成当前线程在接到信号、被中断或到达指定等待时间之前一直处于等待状态
	boolean await(long time, TimeUnit unit) throws InterruptedException;

	//唤醒一个等待线程。
	void signal();

	//唤醒所有等待线程。
	void signalAll();
}
 
import java.util.concurrent.locks.*;
class ProducerConsumerDemo1
{
	public static void main(String[] args) 
	{
		Resource res = new Resource();
		Producer pro = new Producer(res);
		ConsumerDemo con = new ConsumerDemo(res);
		new Thread(pro).start();
		new Thread(pro).start();
		new Thread(con).start();
		new Thread(con).start();
	}
}
class Resource
{
	private String name;
	private int count = 0;
	private boolean flag = false;
	Lock lock = new ReentrantLock();
	Condition condition_pro = lock.newCondition();
	Condition condition_con = lock.newCondition();
	public void setRes(String name)throws InterruptedException
	{
		lock.lock();
		try
		{
			while(flag)
				condition_pro.await();
			this.name = name + "---" + count++;
			System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"---生产:"+this.name);
			flag = true;
			condition_con.signal();
		}
		finally
		{
			lock.unlock();
		}
	}
	public void out()throws InterruptedException
	{
		lock.lock();
		try
		{
			while(!flag)
				condition_con.await();
			System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"--------------消费:"+name);
			flag = false;
			condition_pro.signal();
		}
		finally
		{
			lock.unlock();
		}
	}
}
class Producer implements Runnable
{
	Resource res = new Resource();
	Producer(Resource res)
	{
		this.res = res;
	}
	public void run()
	{
		try
		{
			while(true)
				res.setRes("商品");
		}
		catch (InterruptedException e)
		{
		}		
	}
}
class ConsumerDemo implements Runnable
{
	Resource res = new Resource();
	ConsumerDemo(Resource res)
	{
		this.res = res;
	}
	public void run()
	{
		try
		{
			while(true)
				res.out();
		}
		catch (InterruptedException e)
		{
		}
	}
}
  1. JDK1.5中提供了多线程升级解决方案
  2. 将同步Synchronized替换成Lock
  3. 将Object中的wait,notify,notifyAll,替换成了Condition对象,该对象可以通过Lock锁获取
  4. 该示例中实现了本方只唤醒对方的操作
七、怎样停止线程?
 
    只有一种方法,让run方法结束。
  1. 定义循环结束标记:因为多线程运行代码一般都是循环,只要控制了循环即可让run方法结束,也就是线程结束
  2. 如果线程处于了冻结状态,是不可能读到标记的,使用Thread类提供的interrupt方法:该方法是结束线程的冻结状态,让线程回到运行状态中来
  3. public class Thread
    {
    	//注:stop方法已经过时不再使用
    	//如果线程在调用 Object 类的 wait()方法,或者该类的 join(),sleep(long) 等方法过程中受阻,
    	//则其中断状态将被清除,wait等方法会抛出一个 InterruptedException异常,那么在catch块中可以更改标记结束循环
    	public void interrupt()
    	{}
    }
     
 
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