java 类之间通信_java实现线程间通信的四种方式

本文详细介绍了Java中实现多线程通信的几种方式,包括synchronized关键字实现的方法同步、使用wait/notify进行线程间的协作以及通过管道流实现的数据传递。通过实例代码展示了每种通信方式的工作原理和应用场景,强调了CPU资源的利用率和线程间的协调配合。

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synchronized同步

public classMyObject {synchronized public voidmethodA() {//do something....

}synchronized public voidmethodB() {//do some other thing

}

}public class ThreadA extendsThread {privateMyObject object;//省略构造方法

@Overridepublic voidrun() {super.run();

object.methodA();

}

}public class ThreadB extendsThread {privateMyObject object;//省略构造方法

@Overridepublic voidrun() {super.run();

object.methodB();

}

}public classRun {public static voidmain(String[] args) {

MyObject object= newMyObject();//线程A与线程B 持有的是同一个对象:object

ThreadA a = newThreadA(object);

ThreadB b= newThreadB(object);

a.start();

b.start();

}

}

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。

while轮询

其实就是多线程同时执行,会牺牲部分CPU性能。

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。

importjava.util.ArrayList;importjava.util.List;public classMyList {private List list = new ArrayList();public voidadd() {

list.add("elements");

}public intsize() {returnlist.size();

}

}importmylist.MyList;public class ThreadA extendsThread {privateMyList list;publicThreadA(MyList list) {super();this.list =list;

}

@Overridepublic voidrun() {try{for (int i = 0; i < 10; i++) {

list.add();

System.out.println("添加了" + (i + 1) + "个元素");

Thread.sleep(1000);

}

}catch(InterruptedException e) {

e.printStackTrace();

}

}

}importmylist.MyList;public class ThreadB extendsThread {privateMyList list;publicThreadB(MyList list) {super();this.list =list;

}

@Overridepublic voidrun() {try{while (true) {if (list.size() == 5) {

System.out.println("==5, 线程b准备退出了");throw newInterruptedException();

}

}

}catch(InterruptedException e) {

e.printStackTrace();

}

}

}importmylist.MyList;importextthread.ThreadA;importextthread.ThreadB;public classTest {public static voidmain(String[] args) {

MyList service= newMyList();

ThreadA a= newThreadA(service);

a.setName("A");

a.start();

ThreadB b= newThreadB(service);

b.setName("B");

b.start();

}

}

wait/notify机制

public classMyList {private static List list = new ArrayList();public static voidadd() {

list.add("anyString");

}public static intsize() {returnlist.size();

}

}public class ThreadA extendsThread {privateObject lock;publicThreadA(Object lock) {super();this.lock =lock;

}

@Overridepublic voidrun() {try{synchronized(lock) {if (MyList.size() != 5) {

System.out.println("wait begin " +System.currentTimeMillis());

lock.wait();

System.out.println("Interruption!!!");//lock.wait();

lock.notify();

lock.wait();

System.out.println("wait end " +System.currentTimeMillis());

}

}

}catch(InterruptedException e) {

e.printStackTrace();

}

}

}public class ThreadB extendsThread {privateObject lock;publicThreadB(Object lock) {super();this.lock =lock;

}

@Overridepublic voidrun() {try{synchronized(lock) {for (int i = 0; i < 10; i++) {

MyList.add();if (MyList.size() == 5) {

lock.notify();

System.out.println("已经发出了通知");

lock.wait();

}

System.out.println("添加了" + (i + 1) + "个元素!");

Thread.sleep(1000);

}

}

}catch(InterruptedException e) {

e.printStackTrace();

}

}

}public classTest {public static voidmain(String[] args) {try{

Object lock= newObject();

ThreadA a= newThreadA(lock);

a.start();

Thread.sleep(50);

ThreadB b= newThreadB(lock);

b.start();

}catch(InterruptedException e) {

e.printStackTrace();

}

}

}

wait begin 1498007974397添加了1个元素!添加了2个元素!添加了3个元素!添加了4个元素!已经发出了通知

Interruption!!!添加了5个元素!添加了6个元素!添加了7个元素!添加了8个元素!添加了9个元素!添加了10个元素!

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。

9fc0ae7a2ec7f61af9386aac6886799f.png

管道通信

管道流主要用来实现两个线程之间的二进制数据的传播,下面以PipedInputStream类和PipedOutputStream类为例,实现生产者-消费者

packagetest.pipe;importjava.io.IOException;importjava.io.PipedInputStream;importjava.io.PipedOutputStream;/*** 我们以数字替代产品 生产者每5秒提供5个产品,放入管道*/

class MyProducer extendsThread {privatePipedOutputStream outputStream;private int index = 0;publicMyProducer(PipedOutputStream outputStream) {this.outputStream =outputStream;

}

@Overridepublic voidrun() {while (true) {try{for (int i = 0; i < 5; i++) {

outputStream.write(index++);

}

}catch(IOException e) {

e.printStackTrace();

}try{

Thread.sleep(5000);

}catch(InterruptedException e) {

e.printStackTrace();

}

}

}

}/*** 消费者每0.5秒从管道中取1件产品,并打印剩余产品数量,并打印产品信息(以数字替代)*/

class MyConsumer extendsThread {privatePipedInputStream inputStream;publicMyConsumer(PipedInputStream inputStream) {this.inputStream =inputStream;

}

@Overridepublic voidrun() {while (true) {try{

Thread.sleep(500);

}catch(InterruptedException e) {

e.printStackTrace();

}try{int count =inputStream.available();if (count > 0) {

System.out.println("rest product count: " +count);

System.out.println("get product: " +inputStream.read());

}

}catch(IOException e1) {

e1.printStackTrace();

}

}

}

}public classPipeTest1 {public static voidmain(String[] args) {

PipedOutputStream pos= newPipedOutputStream();

PipedInputStream pis= newPipedInputStream();try{

pis.connect(pos);

}catch(IOException e) {

e.printStackTrace();

}newMyProducer(pos).start();newMyConsumer(pis).start();

}

}

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