`
wen303614
  • 浏览: 8082 次
社区版块
存档分类
最新评论

多线程通信

 
阅读更多

线程通信概念:线程是操作系统中独立的个体,但是这些个体不经过特殊的处理就不能成为一个整体,线程间的通信就成为整体的必用方式之一,当线程存在通信指挥,系统间的交互性会更强大,在提高cpu的利用率的同时,还会使开发人员对线程任务处理的过程中进行有效的把控和监督。

  • 使用wait和notify 方法实现线程间的通信 (注意这两个方法都是object类的方法,换句话说java为所有对象都提供了这两个方法)
  • wait 和notify必须配合synchronized关键字使用
  • wait方法释放锁,notify方法不释放锁

 

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。

参考示例:

复制代码
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();
    }
}
复制代码

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:

复制代码
 1 import java.util.ArrayList;
 2 import java.util.List;
 3 
 4 public class MyList {
 5 
 6     private List<String> list = new ArrayList<String>();
 7     public void add() {
 8         list.add("elements");
 9     }
10     public int size() {
11         return list.size();
12     }
13 }
14 
15 import mylist.MyList;
16 
17 public class ThreadA extends Thread {
18 
19     private MyList list;
20 
21     public ThreadA(MyList list) {
22         super();
23         this.list = list;
24     }
25 
26     @Override
27     public void run() {
28         try {
29             for (int i = 0; i < 10; i++) {
30                 list.add();
31                 System.out.println("添加了" + (i + 1) + "个元素");
32                 Thread.sleep(1000);
33             }
34         } catch (InterruptedException e) {
35             e.printStackTrace();
36         }
37     }
38 }
39 
40 import mylist.MyList;
41 
42 public class ThreadB extends Thread {
43 
44     private MyList list;
45 
46     public ThreadB(MyList list) {
47         super();
48         this.list = list;
49     }
50 
51     @Override
52     public void run() {
53         try {
54             while (true) {
55                 if (list.size() == 5) {
56                     System.out.println("==5, 线程b准备退出了");
57                     throw new InterruptedException();
58                 }
59             }
60         } catch (InterruptedException e) {
61             e.printStackTrace();
62         }
63     }
64 }
65 
66 import mylist.MyList;
67 import extthread.ThreadA;
68 import extthread.ThreadB;
69 
70 public class Test {
71 
72     public static void main(String[] args) {
73         MyList service = new MyList();
74 
75         ThreadA a = new ThreadA(service);
76         a.setName("A");
77         a.start();
78 
79         ThreadB b = new ThreadB(service);
80         b.setName("B");
81         b.start();
82     }
83 }
复制代码

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。关于线程的轮询的影响,可参考:JAVA多线程之当一个线程在执行死循环时会影响另外一个线程吗?

这种方式还存在另外一个问题:

轮询的条件的可见性问题,关于内存可见性问题,可参考:JAVA多线程之volatile 与 synchronized 的比较中的第一点“一,volatile关键字的可见性

线程都是先把变量读取到本地线程栈空间,然后再去再去修改的本地变量。因此,如果线程B每次都在取本地的 条件变量,那么尽管另外一个线程已经改变了轮询的条件,它也察觉不到,这样也会造成死循环。

 

③wait/notify机制

代码如下:

复制代码
 1 import java.util.ArrayList;
 2 import java.util.List;
 3 
 4 public class MyList {
 5 
 6     private static List<String> list = new ArrayList<String>();
 7 
 8     public static void add() {
 9         list.add("anyString");
10     }
11 
12     public static int size() {
13         return list.size();
14     }
15 }
16 
17 
18 public class ThreadA extends Thread {
19 
20     private Object lock;
21 
22     public ThreadA(Object lock) {
23         super();
24         this.lock = lock;
25     }
26 
27     @Override
28     public void run() {
29         try {
30             synchronized (lock) {
31                 if (MyList.size() != 5) {
32                     System.out.println("wait begin "
33                             + System.currentTimeMillis());
34                     lock.wait();
35                     System.out.println("wait end  "
36                             + System.currentTimeMillis());
37                 }
38             }
39         } catch (InterruptedException e) {
40             e.printStackTrace();
41         }
42     }
43 }
44 
45 
46 public class ThreadB extends Thread {
47     private Object lock;
48 
49     public ThreadB(Object lock) {
50         super();
51         this.lock = lock;
52     }
53 
54     @Override
55     public void run() {
56         try {
57             synchronized (lock) {
58                 for (int i = 0; i < 10; i++) {
59                     MyList.add();
60                     if (MyList.size() == 5) {
61                         lock.notify();
62                         System.out.println("已经发出了通知");
63                     }
64                     System.out.println("添加了" + (i + 1) + "个元素!");
65                     Thread.sleep(1000);
66                 }
67             }
68         } catch (InterruptedException e) {
69             e.printStackTrace();
70         }
71     }
72 }
73 
74 public class Run {
75 
76     public static void main(String[] args) {
77 
78         try {
79             Object lock = new Object();
80 
81             ThreadA a = new ThreadA(lock);
82             a.start();
83 
84             Thread.sleep(50);
85 
86             ThreadB b = new ThreadB(lock);
87             b.start();
88         } catch (InterruptedException e) {
89             e.printStackTrace();
90         }
91     }
92 }
复制代码

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。

 

④管道通信就是使用java.io.PipedInputStream 和 java.io.PipedOutputStream进行通信

具体就不介绍了。分布式系统中说的两种通信机制:共享内存机制和消息通信机制。感觉前面的①中的synchronized关键字和②中的while轮询 “属于” 共享内存机制,由于是轮询的条件使用了volatile关键字修饰时,这就表示它们通过判断这个“共享的条件变量“是否改变了,来实现进程间的交流。

而管道通信,更像消息传递机制,也就是说:通过管道,将一个线程中的消息发送给另一个。

分享到:
评论

相关推荐

    VS2017实现Tcp socket多线程通信(C++)

    在本文中,我们将深入探讨如何使用Visual Studio 2017和C++来实现TCP套接字的多线程通信。TCP(传输控制协议)是一种面向连接、可靠的、基于字节流的通信协议,广泛应用于互联网上的各种服务。多线程技术则允许我们...

    多线程通信ThreadDemo

    在Java编程中,多线程通信是一个重要的概念,特别是在并发编程中。`ThreadDemo`示例可能演示了如何在不同的线程之间有效地传递信息。线程通信是解决多个执行流同步和协作的关键,确保数据的一致性和正确性。以下是...

    计算机网络多线程通信简例

    在计算机科学领域,尤其是软件开发中,多线程通信是一个重要的概念,特别是在处理并发任务和优化性能时。本文将深入探讨计算机网络中的多线程通信,以Java编程语言为例,结合"MT_WebServer"这一文件,来阐述如何实现...

    多线程通信和等待机制.docx

    多线程通信和等待机制 多线程通信和等待机制是多线程编程中一个重要的概念,它们都是基于线程之间的同步和协作来实现的。其中,wait()和notify()方法是Java语言中实现多线程通信和等待机制的两个核心方法。 wait()...

    C++实现多线程通信

    在C++编程中,多线程通信是并发执行任务时必不可少的一个环节,它涉及到线程间的同步和数据共享。在本篇文章中,我们将深入探讨如何在C++中实现多线程通信,以及相关的同步机制和数据交换策略。 一、线程创建与管理...

    socket多线程通信源码

    Socket多线程通信是网络编程中的重要组成部分,它允许服务器端和客户端进行高效的数据交互。在实际应用中,如在线聊天、文件传输等场景,往往需要用到多线程来提高并发处理能力,使得服务端可以同时处理多个客户端的...

    JAVA多线程通信学习_服务器多线程通信_

    在Java编程中,多线程通信是构建高效并发应用程序的关键技术。服务器多线程通信尤其重要,因为它允许服务器同时处理多个客户端请求,提高系统资源利用率并优化响应时间。本篇文章将深入探讨Java中的多线程通信,以及...

    qt 中 多线程tcp通信

    首先,标题"qt 中 多线程tcp通信"表明我们要在Qt环境中实现TCP(Transmission Control Protocol)的多线程通信。TCP是一种面向连接的、可靠的传输协议,确保数据的顺序传输和错误检查。在多线程环境下,我们可以将...

    java多线程通信图解

    一张图方便理解和掌握java 多线程之间通信的实质 java 多线程 其实就是每个线程都拥有自己的内存空间,多线程之间的通信,比例A线程修改了主内存(main方法的线程)变量,需要把A线程修改的结果同步到主线程中,...

    多线程通信读写文件

    在编程领域,多线程通信是提升程序效率和并发能力的重要技术。特别是在处理大量数据时,如读写文件,多线程可以同时执行不同的任务,从而显著提高整体性能。本项目着重探讨如何在多线程环境中实现安全有效的文件读写...

    C#基于TCP的Socket多线程通信(包含服务端和客户端)

    C#是一种广泛用于构建桌面和Web应用程序的编程语言,它提供了强大的网络编程能力,其中包括使用TCP Socket进行多线程通信。本篇文章将深入探讨C#中基于TCP的Socket多线程通信,包括服务端和客户端的实现。 TCP...

    V201实现picket多线程通信(C , udp多 线程

    在IT领域,多线程通信是并发编程中的一个重要概念,特别是在网络编程中,如UDP(User Datagram Protocol)通信。本文将详细讲解如何使用C语言在Visual Studio 2017中实现Picket多线程通信,以及如何利用select系统...

    java tcp多线程通信

    Java TCP多线程通信是网络编程中的一个重要概念,它结合了Java的Socket编程与多线程技术,使得多个客户端能够同时与服务器进行交互。在Java中,TCP(传输控制协议)提供了一种可靠的数据传输方式,确保数据的有序、...

    控制台多线程通信 c++ winsock技术

    在C++编程中,实现控制台多线程通信通常涉及到并发处理和网络编程。Winsock是Windows操作系统中用于网络通信的API(应用程序接口),它提供了一套标准的接口供开发者使用,使得在C++中实现TCP/IP协议栈的程序变得...

    多线程_sometimelrz_examine9j3_多线程通信_

    在IT领域,多线程通信是一项关键的技术,尤其在客户端-服务器架构中,它使得程序能够同时处理多个请求,提高系统效率和响应速度。本文将深入探讨多线程通信的概念、重要性以及实现方法。 首先,多线程是指在一个...

    多线程之间的线程通信

    然而,多线程通信也存在潜在的危险。其中最常见的问题是**竞态条件(Race Condition)**,即多个线程同时访问并修改同一数据,导致结果不可预测。另一个问题是**死锁(Deadlock)**,即两个或更多线程相互等待对方释放...

    select_client.rar_Socket多线程通信_socket select_socket 多线程

    Socket多线程通信是网络编程中的重要概念,特别是在构建高性能、高并发的服务器时不可或缺。在标题"select_client.rar_Socket多线程通信_socket select_socket 多线程"中,我们可以推断这是一个关于如何利用Socket...

    Java多线程通信机制研究.pdf

    "Java多线程通信机制研究" Java多线程通信机制是Java程序设计中的一个复杂技术,涉及到多个线程之间的通信和协作。多线程是一种程序运行机制,它允许在程序中并发执行多个指令流,每个指令流都被称为一个线程,彼此...

    多线程通信多线程通信

    在IT领域,多线程通信是并发编程中的一个重要概念,特别是在设计复杂的系统或者应用程序时,如QQ这样的即时通讯软件。这个实例旨在通过多线程技术模拟QQ的通信机制,让我们来深入探讨一下这个主题。 首先,多线程是...

    基于VC的多线程通信

    在基于VC的多线程通信程序设计中,主要涉及以下几个关键知识点: 1. **多线程概念**:多线程是指在一个进程中同时运行多个执行线程,每个线程都有自己的栈空间和CPU寄存器状态,但共享同一进程中的资源,如内存、...

Global site tag (gtag.js) - Google Analytics