Java多線程基礎-使用多線程（三）

|-目錄
|??線程間通訊
??-|wait與notify方式
??-|等待（join）方式
??-|管道（pipeStream）方式
|??-線程共享變量【ThreadLocal】

-線程間通訊

?1.線程間通訊-wait與notify方式
??線程間通訊：調(diào)用wait方法前困檩，首先獲得wait對象的鎖。執(zhí)行wait方法后码泞，當前線程釋放鎖逛薇，并且狀態(tài)變更為Waiting狀態(tài)，當前任務加入至“預處理隊列”中外里；調(diào)用notify方法前怎爵，首先獲得notify對象的鎖。執(zhí)行完notify synchronized同步代碼塊后盅蝗，當前線程釋放鎖鳖链，如果該線程沒有任務則該線程狀態(tài)變更為Terminated狀態(tài)。

圖1-1 線程通訊

public class ThreadWaitNotifyStateDemo {
    public static void main(String[] args) throws InterruptedException{
        final ServiceWaitNotify service = new ServiceWaitNotify();
        Thread thread_1 = new Thread("thread_1") {
            public void run() { 
                try {
                    service.testMethodA(); 
                } catch (InterruptedException e) {
                    e.printStackTrace();
                }
            };
        };
        Thread thread_2 = new Thread("thread_2") {
            public void run() {
                try {
                service.testMethodB();
                } catch (InterruptedException e) {
                    e.printStackTrace();
                }
            };
        };
        thread_1.start();
        thread_2.start();
        Thread.sleep(1100);
        System.out.println(thread_1.getName() + ",state:" + thread_1.getState());
        Thread.sleep(500);
        System.out.println(thread_1.getName() + ",state:" + thread_1.getState());
    }
}

class ServiceWaitNotify {
    
    public void testMethodA() throws InterruptedException {
        Thread.sleep(1000);
        synchronized (this) {
            System.out.println(Thread.currentThread().getName() + ",進入Wait!" + Thread.currentThread().getState());
            this.wait();
            System.out.println(Thread.currentThread().getName() + ",退出Wait!" + Thread.currentThread().getState());
        }
        
    }
    
    public void testMethodB() throws InterruptedException {
        Thread.sleep(1500);
        synchronized (this) {
            System.out.println(Thread.currentThread().getName() + ",進入notify!" + Thread.currentThread().getState());
            this.notify();
            System.out.println(Thread.currentThread().getName() + ",退出notify!" + Thread.currentThread().getState());
        }
    }
}
圖1-2 線程通訊

??以上代碼：介紹了wait與notify的簡單使用墩莫，使用這兩個方法時必須有同種鎖的同步代碼塊芙委。同時說明了線程執(zhí)行相關方法時，線程所處狀態(tài)狂秦。如【圖1-2】可以看出當線程執(zhí)行wait方法后所處狀態(tài)為WATING,當notify線程同步代碼塊執(zhí)行完后灌侣，wait線程進入RUNNABLE狀態(tài)，等待wait線程任務執(zhí)行完后進入TERMINATED狀態(tài)故痊。
?2.線程間通訊-等待（join）方式
??一個線程通過等待的方式顶瞳，獲取另一個線程數(shù)據(jù)執(zhí)行的結果。

public class ThreadJoinDemo {
    public static void main(String[] args) {
        try {
            JoinThread thread = new JoinThread("thread_1");
            thread.start();
            thread.join();
            System.out.println("" + Thread.currentThread().getName() + ",獲得["
                    + thread.getName() + "],value:" + thread.value);
        } catch (InterruptedException e) {
            e.printStackTrace();
        }
    }
}

class JoinThread extends Thread {
    public int value;
    
    public JoinThread (String name) {
        super(name);
    }
    
    @Override
    public void run() {
        System.out.println("" + Thread.currentThread().getName() + ",開始運行!");
        try {
            Thread.sleep(1000);
            value = 5;
        } catch(InterruptedException e) {
            e.printStackTrace();
        }
        System.out.println("" + Thread.currentThread().getName() + ",結束運行!");
    }
}

圖1-3 線程通訊

??從【圖1-3】可以看出愕秫，join方法是等待子線程全部執(zhí)行完后慨菱，主線程才往下執(zhí)行，這樣主線程就能獲取子線程修改后的值戴甩。
??這里要產(chǎn)生一個懷疑點例获，join方法的柱塞方式是否與wait方法相似妇多？
能夠產(chǎn)生上述懷疑的有兩點：
?1)join方法會throws InterruptedException【InterruptedException說明：線程在活動前或活動中啼辣，處于等待或睡眠狀態(tài)時粥喜，該線程被異常中斷則報上述異常。】缴川，故該異常必定與sleep或wait方法有關聯(lián)茉稠。
?2)join方法等待屬于不確定的等待，故join底層不可能使用sleep把夸。
??驗證:

public final synchronized void join(long millis)
    throws InterruptedException {
        long base = System.currentTimeMillis();
        long now = 0;

        if (millis < 0) {
            throw new IllegalArgumentException("timeout value is negative");
        }

        if (millis == 0) {
            while (isAlive()) {
                wait(0);
            }
        } else {
            while (isAlive()) {
                long delay = millis - now;
                if (delay <= 0) {
                    break;
                }
                wait(delay);
                now = System.currentTimeMillis() - base;
            }
        }
    }

?從上面源碼可以看出而线，join底層就是使用wait方法，并且wait方法使用的鎖是線程對象本身“蚶海【這樣可以驗證調(diào)用join方法是否與wait方法一樣會釋放當前鎖對象】

public class ThreadJoinDemo {
    public static void main(String[] args) throws InterruptedException{
        JoinThread thread = new JoinThread("thread_1");
        synchronized (thread) {
            System.out.println("" + Thread.currentThread().getName() + ",獲得thread鎖!");
            thread.start();
            Thread.sleep(1000);
            System.out.println("" + Thread.currentThread().getName() + ",調(diào)用thread.join()");
            thread.join();
            System.out.println("" + Thread.currentThread().getName() + ",結束!");
        }
    }
}

class JoinThread extends Thread {
    public int value;
    
    public JoinThread (String name) {
        super(name);
    }
    
    @Override
    public void run() {
        synchronized (this) {
            System.out.println("" + Thread.currentThread().getName() + ",開始運行!");
            value = 5;
        }
        System.out.println("" + Thread.currentThread().getName() + ",結束運行!");
    }
}

圖1-4 線程通訊

??以上代碼可以看出嘹狞，如果join不能釋放鎖，則JoinThread run方法獲取不了鎖也執(zhí)行不了方法體中程序誓竿。但是【圖1-4】完全推翻了上述‘如果假設’磅网，證明了join底層就是wait，調(diào)用join方法與wait方法一樣會釋放當前鎖筷屡。
?3.線程間通訊-管道（pipeStream）方式
??兩個線程不借助文本涧偷，使用管道【輸出管道-寫數(shù)據(jù)，輸入管道-讀數(shù)據(jù)】方式直接進行數(shù)據(jù)傳輸速蕊。
?管道通訊兩種方式：
?1)PipedInputStream和PipedOutputStream
?2)PipedReader和PipedWriter
?管道通訊使用注意點：
?1)管道通訊必須建立連接嫂丙。src.connect(snk)/snk.connect(src)【src:未連接的管道輸出流，snk：未鏈接的管道輸入流】规哲。
?2)PipedInputStream和PipedOutputStream不能在同一個線程使用》瘫恚【會出現(xiàn)死鎖現(xiàn)象】

import java.io.IOException;
import java.io.PipedInputStream;
import java.io.PipedOutputStream;


public class ThreadPipeStreamDemo {
    public static void main(String[] args) throws IOException {
        PipedInputStream in = new PipedInputStream();
        PipedOutputStream out = new PipedOutputStream();
        out.connect(in);
        ThreadWrite write = new ThreadWrite("write_thread", out);
        ThreadRead read = new ThreadRead("read_thread", in);
        write.start();
        read.start();
    }
}

class ThreadWrite extends Thread {
    private PipedOutputStream outputStream;
    public ThreadWrite (String name, PipedOutputStream out) {
        super(name);
        this.outputStream = out;
    }
    
    @Override
    public void run() {
        if (null == outputStream) return;
        try {
            System.out.println("" + Thread.currentThread().getName() + ",開始寫入數(shù)據(jù)!");
            for(int i = 0; i < 10; i++) {
                String writeData = "" + (i + 1);
                outputStream.write(writeData.getBytes(), 0 ,writeData.getBytes().length);
            }
            outputStream.flush();
            outputStream.close();
            System.out.println("" + Thread.currentThread().getName() + ",完成!");
        } catch (IOException e) {
            e.printStackTrace();
        }
    }
}

class ThreadRead extends Thread {
    private PipedInputStream inputStream;
    
    public ThreadRead (String name, PipedInputStream in) {
        super(name);
        this.inputStream = in;
    }
    
    @Override
    public void run() {
        if (null == inputStream) return;
        byte[] buffer = new byte[1048];
        System.out.println("" + Thread.currentThread().getName() + ",開始讀數(shù)據(jù)!");
        String data = "";
        try {
            int length = inputStream.read(buffer, 0, buffer.length);
            while (length != -1) {
                String str = new String(buffer, 0, length);
                data += str;
                length = inputStream.read(buffer, 0, buffer.length);
            }
            inputStream.close();
        } catch (IOException e) {
            e.printStackTrace();
        }
        System.out.println("" + Thread.currentThread().getName() + ",數(shù)據(jù)：" + data);
    }
}
圖1-5 線程通訊

-線程共享變量【ThreadLocal】

??ThreadLocal類提供了線程局部（thread-local）變量唉锌，ThreadLocal與普通變量的區(qū)別在于：1，每個線程持有的是變量初始化副本的弱引用【直譯：每個線程都有自己的局部變量】竿奏。2袄简，ThreadLocal與線程生命周期相關聯(lián)【線程消失之后，其線程局部實例的所有副本都會被垃圾回收】泛啸。

public class ThreadLocalDemo {
    public static void main(String[] args) {
        final Tools tools = new Tools();
        Thread thread_1 = new Thread(new Runnable() {
            public void run() {
                int num = tools.getUid();
                System.out.println("" + Thread.currentThread().getName() + ",num:" + num);
            }
        }, "thread_1");
        Thread thread_2 = new Thread(new Runnable() {
            public void run() {
                tools.setUid(10);
                int num = tools.getUid();
                System.out.println("" + Thread.currentThread().getName() + ",num:" + num);
            }
        }, "thread_2");
        thread_1.start();
        thread_2.start();
    }
}
class Tools {
    private static ThreadLocal<Integer> threadLocal = new ThreadLocal<Integer>() {
        protected Integer initialValue() {//ThreadLocal 獲取初始默認值
            return 0;
        };
    };
    
    public int getUid() {
        return threadLocal.get().intValue();  //ThreadLocal get()方法獲取當前變量值
    }
    
    public void setUid(int num) {
        threadLocal.set(num);  //ThreadLocal set()方法設置當前變量值
    }
}
圖1-5 線程共享變量

??從結果可以看出绿语，同一個ThreadLocal靜態(tài)變量但是獲取出來的值不同，這就解釋了上面局部變量的定義候址。

-總結

??這里主要講解線程間通訊吕粹，以及線程共享變量簡單使用。

最后編輯于 ：
?著作權歸作者所有,轉(zhuǎn)載或內(nèi)容合作請聯(lián)系作者
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