Java 线程间的通信机制详解

目录

1、volatile 关键字

2、等待唤醒（等待通知）机制

（1）wait() 和 notify() 等待唤醒

（2）park() 和 unpark() 等待唤醒

3、join() 方法——线程排队

4、管道输入输出流

5、ThreadLocal类和InheritableThreadLocal类

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线程间通信使线程成为一个整体，提高系统之间的交互性，在提高CPU利用率的同时可以对线程任务进行有效的把控与监督。

1、volatile 关键字

volatile有两大特性，一是可见性，二是有序性，禁止指令重排序。其中可见性就是可以让线程之间进行通信。

以下两个线程会轮流执行

public class VolatileTest {
    // 保证可见性和有序性
    private static volatile boolean flag = true;

    public static void main(String[] args) {
        new Thread(new Runnable() { // 线程一
            @Override
            public void run() {
                while (true) {
                    if (flag) {
                        System.out.println(Thread.currentThread().getName()+": turn on");
                        flag = false;
                    }
                }
            }
        }, "thread-1").start();
        new Thread(new Runnable() { // 线程二
            @Override
            public void run() {
                while (true) {
                    if (!flag) {
                        System.out.println(Thread.currentThread().getName()+": turn off");
                        flag = true;
                    }
                }
            }
        }, "thread-2").start();
    }
}

2、等待唤醒（等待通知）机制

（1）wait() 和 notify() 等待唤醒

等待唤醒机制可以基于 wait() 和 notify() 方法来实现，在一个线程内调用该线程锁对象的 wait() 方法， 线程将进入等待队列等待直到被唤醒。

wait()/notify() 方法只能在同步方法或同部块中调用

调用 wait() 方法，线程需要获取该对象的对象级别锁，如果没有持锁，将会抛出IllegalMonitorStateException，执行 wait() 方法后，当前线程立即释放锁

执行 notify() 方法后，当前线程不会立即释放锁，需要等到执行 notify() 方法的线程将程序执行完，也就是退出synchronized代码块后，当前线程才会释放锁，此时 wait() 状态所在的线程才可以获取该对象的锁。

public class ThreadTest {
    // 对象锁
    private static final Object lock = new Object();

    public static void main(String[] args) {
        new Thread(new Runnable() { // 线程一
            @Override
            public void run() {
                synchronized (lock) {
                    System.out.println(Thread.currentThread().getName() + ":获取锁");
                    try {
                        lock.wait(); // 线程进入等待
                        System.out.println(Thread.currentThread().getName() + ":执行wait()方法结束");
                    } catch (InterruptedException e) {
                        e.printStackTrace();
                    }
                    System.out.println(Thread.currentThread().getName() + ":执行结束");
                }
            }
        }, "thread-1").start();
        new Thread(new Runnable() { // 线程二
            @Override
            public void run() {
                synchronized (lock) {
                    System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "获取锁");
                    lock.notify(); // 唤醒一个线程
                    System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "：执行notify()方法结束");
                    try {
                        Thread.sleep(1000);