多线程如何进行线程通信

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线程通信

除了使用synchronized来对代码块和方法进行同步外，jdk1.5之后还有一种Lock同步锁的方式进行同步
使用lock.lock()来进行加锁，使用lock.unlock()方法来释放锁
既然可以使用lock来代替synchronized，那么如何进行处理synchronized与wait()、notify()、notifyAll()的线程通信机制呢
在使用lock时使用Condition来进行线程通信

下面来使用两种方式来分别展示一下线程间通信

使用Object的wait()、notify进行线程通信

阻塞

调用wait()方法，将阻塞挂起等待其他线程的通知，进入该对象的线程等待池中，调用wait()方法之前，线程必须要获得该对象的对象级别锁，即只能在同步块或者同步方法中使用，否则会报IllegalMonitorStateException异常

唤醒

调用notify()方法和notifyAll()方法来通知那些等待该对象锁的其他线程，（如果有多个线程等待，notify会任意挑选一个线程来进行通知，notifyAll会对所有该对象上由于调用wait方法而被挂起的线程进行通知，），唤醒之后的线程会进入该对象的锁池中，需要竞争到对象的监视器锁才可以继续执行，调用notify()方法和notifyAll()方法之前，线程必须要获得该对象的对象级别锁，即只能在同步块或者同步方法中使用

除了调用notify()方法和notifyAll()方法来唤醒线程之外，还可以使用中断的方式来使得线程在wait()处抛出InterruptedException异常而返回并终止

如果使用的是wait(timeout)方法进行阻塞的，那么也会由于在指定时间内没有被唤醒而因为超时返回

/**
 * wait()/notify()/notifyAll()是Object的方法
 * 只能在synchronized方法或者代码块中使用，否则会报IllegalMonitorStateException异常
 * 交替打印1-100
 */
public class TestThreadSignal {
    public static void main(String[] args) {
        PrintRunnable runnable = new PrintRunnable();
        new Thread(runnable,"线程一").start();
        new Thread(runnable,"线程二").start();
    }
}

class PrintRunnable implements Runnable{
    int num = 1;
    @Override
    public void run() {
      
        while (true){
            synchronized (this){
                notify();// 唤醒wait的线程
                if(num <= 100){
                    System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "打印" + num++);
                } else {
                    break;
                }
                try {
                    wait(); // 释放当前的锁
                } catch (InterruptedException e) {
                    e.printStackTrace();
                }
            }

        }
    }
}

虚假唤醒现象

有时在没有被其他线程调用notify/notifyAll,或者没有被中断，或者没有等待超时，也有可能会从挂起状态变为运行状态(虚假唤醒)，虽然概率很低，但是最好还是使用while(条件)来一直查看条件是否满足

synchronized(obj){
  while(条件){
    obj.wait();
  }
}

使用condition的await()、signal()进行线程通信

/**
 * 使用lock和condition来进行线程通信
 * condition中的await()、signal()、signalAll()方法分别对应于Object中的wait()、notify()、notifyAll()方法
 * 两个线程交替打印1-100
 */
public class TestThreadSignalForLock {
    public static void main(String[] args) {
        PrintRunnableForLock runnable = new PrintRunnableForLock();
        new Thread(runnable,"线程一").start();
        new Thread(runnable,"线程二").start();
    }
}

class PrintRunnableForLock implements Runnable{
    int num = 1;
    Lock lock = new ReentrantLock();
    Condition condition = lock.newCondition();
    @Override
    public void run() {
        while (true){
           try{
               lock.lock();
               condition.signal();// 唤醒线程
               if(num <= 100){
                   System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "打印" + num++);
               } else {
                   break;
               }
               try {
                   condition.await(); // 释放当前的锁
               } catch (InterruptedException e) {
                   e.printStackTrace();
               }
           } finally {
               lock.unlock();
           }

        }
    }
}

参考文献

• 线程通信