java实现线程间通信的四种方式

synchronized同步

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();
    }
}

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。

import java.util.ArrayList;
import java.util.List;

public class MyList {

    private List<String> list = new ArrayList<String>();
    public void add() {
        list.add("elements");
    }
    public int size() {
        return list.size();
    }
}

import mylist.MyList;

public class ThreadA extends Thread {

    private MyList list;

    public ThreadA(MyList list) {
        super();
        this.list = list;
    }

    @Override
    public void run() {
        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();
        }
    }
}

import mylist.MyList;

public class ThreadB extends Thread {

    private MyList list;

    public ThreadB(MyList list) {
        super();
        this.list = list;
    }

    @Override
    public void run() {
        try {
            while (true) {
                if (list.size() == 5) {
                    System.out.println("==5, 线程b准备退出了");
                    throw new InterruptedException();
                }
            }
        } catch (InterruptedException e) {
            e.printStackTrace();
        }
    }
}

import mylist.MyList;
import extthread.ThreadA;
import extthread.ThreadB;

public class Test {

    public static void main(String[] args) {
        MyList service = new MyList();

        ThreadA a = new ThreadA(service);
        a.setName("A");
        a.start();

        ThreadB b = new ThreadB(service);
        b.setName("B");
        b.start();
    }
}

wait/notify机制

public class MyList {
    private static List<String> list = new ArrayList<String>();

    public static void add() {
        list.add("anyString");
    }

    public static int size() {
        return list.size();
    }
}


public class ThreadA extends Thread {

    private Object lock;

    public ThreadA(Object lock) {
        super();
        this.lock = lock;
    }

    @Override
    public void run() {
        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 extends Thread {

    private Object lock;

    public ThreadB(Object lock) {
        super();
        this.lock = lock;
    }

    @Override
    public void run() {
        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 class Test {
    public static void main(String[] args) {
        try {
            Object lock = new Object();

            ThreadA a = new ThreadA(lock);
            a.start();

            Thread.sleep(50);

            ThreadB b = new ThreadB(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。

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

package test.pipe;  

import java.io.IOException;  
import java.io.PipedInputStream;  
import java.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 extends Thread {  

    private PipedOutputStream outputStream;  

    private int index = 0;  

    public MyProducer(PipedOutputStream outputStream) {  
        this.outputStream = outputStream;  
    }  

    @Override  
    public void run() {  
        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 extends Thread {  

    private PipedInputStream inputStream;  

    public MyConsumer(PipedInputStream inputStream) {  
        this.inputStream = inputStream;  
    }  

    @Override  
    public void run() {  
        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 class PipeTest1 {  

    public static void main(String[] args) {  

        PipedOutputStream pos = new PipedOutputStream();  
        PipedInputStream pis = new PipedInputStream();  
        try {  
            pis.connect(pos);  
        } catch (IOException e) {  
            e.printStackTrace();  
        }  

        new MyProducer(pos).start();  
        new MyConsumer(pis).start();  

    }  
}