多线程学习笔记(三)线程间通信

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1等待/通知机制

(1)sleep()结合while(true)死循环法来实现多个线程间通信。

a线程每执行一个动作都sleep(),b线程通过while(true)轮询检测某一个条件。但这样会浪费cpu资源。

(2)wait(),notify(),notifyAll()

方法wait()的作用是将当前线程置入“预执行队列”中,并且在wait()所在的代码行处停止执行,直到接到通知或被中断为止。

在调用wait()方法前,线程必须获得该对象的对象级别锁,即只能在同步方法或同步块中调用wait()方法。在执行wait()方法后,当前线程释放锁。如果线程没有持有锁而执行wait(),则抛出IllegalMonitorStateException异常,它是RuntimeException的一个子类。

调用notify()也要在同步方法或同步块中调用。通知那些可能等待该对象的对象锁的其他线程,如果有多个线程等待,则由线程规划器随机挑选出其中一个呈wait状态的线程。之后等到notify()方法的线程执行完,也就是退出synchronized代码块后(即使该代码块中包含sleep()),当前线程才会释放锁,而被通知的线程才能获取该对象锁。

notifyAll()可以使所有正在等待队列中等待同一共享资源的全部线程从等待状态退出,进入可运行状态。    

(3)wait(long):等待某一段时间内是否有线程对锁进行唤醒,如果超过这个时间则自动唤醒。

2线程状态

3interrupt方法遇到wait状态

当线程呈wait()状态时,调用线程对象的interrupt()方法会出现InterruptedException异常。 

4小结

(1)执行完同步代码块就会释放对象的锁

(2)在执行同步代码块的过程中,遇到异常而导致线程终止,锁也会被释放。

(3)在执行同步代码块的过程中,执行了锁所属对象的wait()方法,这个线程会释放对象锁,而此线程对象会进入线程等待池中,等待被唤醒。

5生产者/消费者模式

等待/通知模式最经典的案例就是“生产者/消费者”模式。

(1)一生产一消费:操作值

(2)多生产多消费:操作值——假死:所有线程都呈waiting状态

假死出现的主要原因是有可能连续唤醒同类。

解决办法:使用notifyAll(),不光唤醒同类,将异类也一同唤醒。

(3)一生产一消费:操作栈

本示例生产者向堆栈List对象中放入数据,使消费者从List堆栈中取出数据。List最大容量是1,实验环境只有一个生产者和一个消费者。

(4)一生产多消费:操作栈:解决wait条件改变与假死

本示例是使用一个生产者向堆栈List对象中放入数据,而多个消费者从List堆栈中取出数据。

使用if语句作为条件判断,因为条件改变时并没有得到及时的响应,所以多个呈wait状态的线程被唤醒,继而执行list.remove(0)代码而出现异常。

解决办法:将if改成while语句即可。并且使用notifyAll()

(6)多生产与一消费:操作栈

本示例是使用生产者向堆栈List对象中放入数据,使用消费者从List堆栈中取出数据。List最大容量还是1,实验环境是多个生产者与一个消费者。

小结:

1)判断条件用while不用if

2)用notifyAll()不用notify()

(7)多生产与多消费:操作栈

本示例是使用生产者向堆栈List对象中放入数据,使用消费者从List堆栈中取出数据。List最大容量还是1,实验环境是多个生产者与多个消费者。

6通过管道进行线程间通信

管道流用于在不同线程间直接传送数据。一个线程发送数据到输出管道,另一个线程从输入管道中读数据。

java在jdk中提供了4个类:

(1)字节流PipedInputStream/PipedOutputStream

(2)字符流PipedReader/PipedWriter

使用代码inputStream.connect(outputStream)或outputStream.connect(inputStream)使两个Stream之间产生通信连接。

7方法join的使用

(1)使用

主线程创建并启动子线程,如果子线程要进行大量的耗时运算,主线程会在子线程终止之前终止。如果此时主线程想等待子线程执行完成后再结束,比如主线程要取得子线程处理的一个数据,就要用到join()方法。方法join()的作用是等待线程对象销毁。

方法join()的作用是使所属的线程对象x正常执行run()方法中的任务,而使当前线程z进行无限期阻塞等待,等待线程x销毁后再继续执行线程z后面的代码。

注:与synchronized的区别:

join()在内部使用wait()方法进行等待,而synchronized关键字使用的是“对象监视器”原理做为同步。

(2)join与异常

在join()过程中如果当前线程对象被中断(interrupt()),则当前线程出现异常。

(3)join(long)使用

方法join(long)中的参数是设定等待的时间。

注:与sleep(long)的区别:运行效果上没区别,区别在于这两个方法对同步的处理上:

join(long)在内部使用wait(long)方法实现,具有释放当前线程的锁的特点。其他线程就可以调用此线程中的同步方法。

而Thread.sleep(long)方法却不释放锁。

8类ThreadLocal的使用

9类InheritableThreadLocal的使用

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