图文|Android 使用Thread 和多线程使用互斥锁

其他 2019-03-12 15:21:40 阅读次数: 0
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为什么需要多线程进行开发？

多线程不管是嵌入式系统RTOS，Linux，还是应用开发，中间件开发，都是必不可少的，做一个技术的时候，如果能做到举一反三，下次使用的时候不会再遇到坑，我这次给出的例子是Android 的多线程开发。

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如何使用一个线程

在Android 应用程序里面如何使用一个线程呢?直接看下面的代码，代码不是很多，如果需要用的话直接摘抄过去就好了。

//定义一个线程
private SendThread mSendThread = null;

/**
 * 线程实体
 */
private class SendThread extends Thread{

    public void run() {
    }
}

//实例化线程
if (mSendThread == null){
   mSendThread = new SendThread();
}

//启动线程
mSendThread.start();
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多次调用start是同一个堆栈空间吗？

如果只new了一次线程，多次start，会出现怎么样的情况呢？

android 线程start的函数原型如下

public synchronized void start() {
        /**
         * This method is not invoked for the main method thread or "system"
         * group threads created/set up by the VM. Any new functionality added
         * to this method in the future may have to also be added to the VM.
         *
         * A zero status value corresponds to state "NEW".
         */
        // Android-changed: throw if 'started' is true
        if (threadStatus != 0 || started)
            throw new IllegalThreadStateException();

        /* Notify the group that this thread is about to be started
         * so that it can be added to the group's list of threads
         * and the group's unstarted count can be decremented. */
        group.add(this);

        started = false;
        try {
            nativeCreate(this, stackSize, daemon);
            started = true;
        } finally {
            try {
                if (!started) {
                    group.threadStartFailed(this);
                }
            } catch (Throwable ignore) {
                /* do nothing. If start0 threw a Throwable then
                  it will be passed up the call stack */
            }
        }
        }

然后我做了下面的一个代码实验

/**
 * 发送线程实体
 */
private class SendThread extends Thread{
    int testCount = 20;

    public void run() {
        while(testCount >0)
        {
            Log.d(TAG,"testCount:"+testCount);
            testCount --;
        }
    }
}

//实例化线程
if (mSendThread == null){
   mSendThread = new SendThread();
}

//启动线程
mSendThread.start();
mSendThread.start();

结果输出如下

D/ttyusb: testCount:20
D/ttyusb: testCount:20
D/ttyusb: testCount:19
D/ttyusb: testCount:19
D/ttyusb: testCount:18
D/ttyusb: testCount:18
D/ttyusb: testCount:17
D/ttyusb: testCount:16
D/ttyusb: testCount:17
D/ttyusb: testCount:15
D/ttyusb: testCount:16
D/ttyusb: testCount:14
D/ttyusb: testCount:15
D/ttyusb: testCount:13
D/ttyusb: testCount:14
D/ttyusb: testCount:12
D/ttyusb: testCount:13
D/ttyusb: testCount:11
D/ttyusb: testCount:12
D/ttyusb: testCount:10
D/ttyusb: testCount:9
D/ttyusb: testCount:11
D/ttyusb: testCount:8
D/ttyusb: testCount:10
D/ttyusb: testCount:7
D/ttyusb: testCount:9
D/ttyusb: testCount:6
D/ttyusb: testCount:5
D/ttyusb: testCount:8
D/ttyusb: testCount:4
D/ttyusb: testCount:7
D/ttyusb: testCount:3
D/ttyusb: testCount:6
D/ttyusb: testCount:2
D/ttyusb: testCount:1
D/ttyusb: testCount:5
D/ttyusb: testCount:4
D/ttyusb: testCount:3
D/ttyusb: testCount:2
D/ttyusb: testCount:1

可以看出线程每次start后，他们使用的堆栈空间是不相同的。

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在双线程里面使用互斥锁

使用互斥锁的情况非常普遍，但是新手写代码肯定会有道意想不到的问题，我就是那个新手，我就遇到了那个意想不到的问题。

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给出下面一段代码

/**
     * 线程实体
     */
    public class SendThread extends Thread {


        public void run() {
            isStart = true;
            for(int i=0;i<20;i++)
            {
                lock.lock();
                successCount = i;
                lock.unlock();
                Log.d(TAG, "Write:testCount:" + successCount);
            }
            isStart = false;
        }
    }

    /**
     * 接收数据的线程
     */
    public class ReceiveThread extends Thread {

        @Override
        public void run() {

            int testCount = 20;

            super.run();
            //条件判断，只要条件为true，则一直执行这个线程
            while (isStart == true) {

                testCount = successCount;

                Log.d(TAG, "Read:testCount:" + testCount);
            }

        }
    }

代码执行的流程大概如下

640?wx_fmt=png
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代码输出 


03-08 11:41:35.383 14866-14906/? D/TEST: Write:testCount:0
03-08 11:41:35.383 14866-14866/? D/TEST: 启动线程完成
03-08 11:41:35.383 14866-14906/? D/TEST: Write:testCount:1
03-08 11:41:35.383 14866-14906/? D/TEST: Write:testCount:2
03-08 11:41:35.383 14866-14907/? D/TEST: Read:testCount:1
03-08 11:41:35.383 14866-14906/? D/TEST: Write:testCount:3
03-08 11:41:35.383 14866-14907/? D/TEST: Read:testCount:3
03-08 11:41:35.383 14866-14906/? D/TEST: Write:testCount:4
03-08 11:41:35.383 14866-14907/? D/TEST: Read:testCount:4
03-08 11:41:35.383 14866-14906/? D/TEST: Write:testCount:5
03-08 11:41:35.383 14866-14907/? D/TEST: Read:testCount:5
03-08 11:41:35.383 14866-14906/? D/TEST: Write:testCount:6
03-08 11:41:35.383 14866-14907/? D/TEST: Read:testCount:6
03-08 11:41:35.383 14866-14906/? D/TEST: Write:testCount:7
03-08 11:41:35.383 14866-14907/? D/TEST: Read:testCount:7
03-08 11:41:35.383 14866-14906/? D/TEST: Write:testCount:8
03-08 11:41:35.383 14866-14907/? D/TEST: Read:testCount:8
03-08 11:41:35.383 14866-14906/? D/TEST: Write:testCount:9
03-08 11:41:35.383 14866-14907/? D/TEST: Read:testCount:9
03-08 11:41:35.383 14866-14906/? D/TEST: Write:testCount:10
03-08 11:41:35.383 14866-14907/? D/TEST: Read:testCount:10
03-08 11:41:35.383 14866-14906/? D/TEST: Write:testCount:11
03-08 11:41:35.383 14866-14907/? D/TEST: Read:testCount:11
03-08 11:41:35.383 14866-14906/? D/TEST: Write:testCount:12
03-08 11:41:35.383 14866-14907/? D/TEST: Read:testCount:12
03-08 11:41:35.383 14866-14906/? D/TEST: Write:testCount:13
03-08 11:41:35.383 14866-14907/? D/TEST: Read:testCount:13
03-08 11:41:35.383 14866-14906/? D/TEST: Write:testCount:14
03-08 11:41:35.383 14866-14907/? D/TEST: Read:testCount:14
03-08 11:41:35.383 14866-14906/? D/TEST: Write:testCount:15
03-08 11:41:35.383 14866-14907/? D/TEST: Read:testCount:15
03-08 11:41:35.383 14866-14906/? D/TEST: Write:testCount:16
03-08 11:41:35.383 14866-14907/? D/TEST: Read:testCount:16
03-08 11:41:35.383 14866-14906/? D/TEST: Write:testCount:17
03-08 11:41:35.383 14866-14907/? D/TEST: Read:testCount:17
03-08 11:41:35.383 14866-14906/? D/TEST: Write:testCount:18
03-08 11:41:35.383 14866-14907/? D/TEST: Read:testCount:18
03-08 11:41:35.383 14866-14906/? D/TEST: Write:testCount:19
03-08 11:41:35.383 14866-14907/? D/TEST: Read:testCount:19

上述代码问题

我们希望的代码流程是，我发送一个数据，你就接收一个数据，不能出现数据丢失的情况，但是上面的日子来看，接收数据是发生了丢失，这样的情况如果在实际应用中是非常危险的。

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所以代码需要类似下面这样修改

    /**
     * 线程实体
     */
    public class SendThread extends Thread {


        public void run() {
            isStart = true;
            for(int i=0;i<20;i++)
            {
                Log.d(TAG,"开始写线程~");
                lock.lock();
                successCount = i;
                Log.d(TAG, "写数据:testCount:" + successCount);
                lock.unlock();
                Log.d(TAG,"写线程休眠~");
                sendTreadSleep(10);
            }
            isStart = false;
        }
    }

    /**
     * 接收数据的线程
     */
    public class ReceiveThread extends Thread {

        @Override
        public void run() {

            int testCount = 20;

            super.run();
            //条件判断，只要条件为true，则一直执行这个线程
            while (isStart == true) {
                Log.d(TAG,"开始读线程~");
                lock.lock();
                testCount = successCount;
                Log.d(TAG, "读数据~:testCount:" + testCount);
                lock.unlock();
                Log.d(TAG,"读线程休眠~");
                receiveTreadSleep(5);
            }

        }
    }

工程的Demo到时候在文末给出，写线程在写完后，就休眠10MS，然后再到读线程执行，加的日志非常方便大家观看两个线程之间的运行逻辑。

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日志输出如下

 D/TEST: 启动线程完成
 D/TEST: 开始写线程~
 D/TEST: 写数据:testCount:0
 D/TEST: 写线程休眠~
 D/TEST: 开始读线程~
 D/TEST: 读数据~:testCount:0
 D/TEST: 读线程休眠~
 D/TEST: 开始读线程~
 D/TEST: 读数据~:testCount:0
 D/TEST: 读线程休眠~
 D/TEST: 开始写线程~
 D/TEST: 写数据:testCount:1
 D/TEST: 写线程休眠~
 D/TEST: 开始读线程~
 D/TEST: 读数据~:testCount:1
 D/TEST: 读线程休眠~
 D/TEST: 开始读线程~
 D/TEST: 读数据~:testCount:1
 D/TEST: 读线程休眠~
 D/TEST: 开始写线程~
 D/TEST: 写数据:testCount:2
 D/TEST: 写线程休眠~
 D/TEST: 开始读线程~
 D/TEST: 读数据~:testCount:2
 D/TEST: 读线程休眠~
 D/TEST: 开始读线程~
 D/TEST: 读数据~:testCount:2
 D/TEST: 读线程休眠~
 D/TEST: 开始写线程~
 D/TEST: 写数据:testCount:3
 D/TEST: 写线程休眠~
 D/TEST: 开始读线程~
 D/TEST: 读数据~:testCount:3
 D/TEST: 读线程休眠~
 D/TEST: 开始写线程~
 D/TEST: 开始读线程~
 D/TEST: 写数据:testCount:4
 D/TEST: 写线程休眠~
 D/TEST: 读数据~:testCount:4
 D/TEST: 读线程休眠~
 D/TEST: 开始读线程~
 D/TEST: 读数据~:testCount:4
 D/TEST: 读线程休眠~
 D/TEST: 开始写线程~
 D/TEST: 写数据:testCount:5
 D/TEST: 写线程休眠~
 D/TEST: 开始读线程~
 D/TEST: 读数据~:testCount:5
 D/TEST: 读线程休眠~
 D/TEST: 开始读线程~
 D/TEST: 读数据~:testCount:5
 D/TEST: 读线程休眠~
 D/TEST: 开始写线程~
 D/TEST: 写数据:testCount:6
 D/TEST: 写线程休眠~
 D/TEST: 开始读线程~
 D/TEST: 读数据~:testCount:6
 D/TEST: 读线程休眠~
 D/TEST: 开始读线程~
 D/TEST: 读数据~:testCount:6
 D/TEST: 读线程休眠~
 D/TEST: 开始写线程~
 D/TEST: 写数据:testCount:7
 D/TEST: 写线程休眠~
 D/TEST: 开始读线程~
 D/TEST: 读数据~:testCount:7
 D/TEST: 读线程休眠~
 D/TEST: 开始读线程~
 D/TEST: 读数据~:testCount:7
 D/TEST: 读线程休眠~
 D/TEST: 开始写线程~
 D/TEST: 写数据:testCount:8
 D/TEST: 写线程休眠~
 D/TEST: 开始读线程~
 D/TEST: 读数据~:testCount:8
 D/TEST: 读线程休眠~
 D/TEST: 开始读线程~
 D/TEST: 读数据~:testCount:8
 D/TEST: 读线程休眠~
 D/TEST: 开始写线程~
 D/TEST: 写数据:testCount:9
 D/TEST: 写线程休眠~
 D/TEST: 开始读线程~
 D/TEST: 读数据~:testCount:9
 D/TEST: 读线程休眠~
 D/TEST: 开始读线程~
 D/TEST: 读数据~:testCount:9
 D/TEST: 读线程休眠~
 D/TEST: 开始写线程~
 D/TEST: 写数据:testCount:10
 D/TEST: 写线程休眠~
 D/TEST: 开始读线程~
 D/TEST: 读数据~:testCount:10
 D/TEST: 读线程休眠~
grande.ttyusb.test0001/com.evergrande.ttyusb.test0001.MainActivity] connect: already connected (cur=1 req=1)
 D/TEST: 开始读线程~
 D/TEST: 开始写线程~
 D/TEST: 读数据~:testCount:10
 D/TEST: 读线程休眠~
 D/TEST: 写数据:testCount:11
 D/TEST: 写线程休眠~
 D/mali_winsys: EGLint new_window_surface(egl_winsys_display*, void*, EGLSurface, EGLConfig, egl_winsys_surface**, egl_color_buffer_format*, EGLBoolean) returns 0x3000
 D/TEST: 开始读线程~
 D/TEST: 读数据~:testCount:11
 D/TEST: 读线程休眠~
 D/TEST: 开始写线程~
 D/TEST: 写数据:testCount:12
 D/TEST: 写线程休眠~
 D/TEST: 开始读线程~
 D/TEST: 读数据~:testCount:12

使用synchronized来达到完成互斥

synchronized修饰的方法可以让两个方法之间完成互斥，比如写和读互斥，写和写互斥，读和读互斥，都可以用这个方法。
使用代码如下

  /**
     * 线程实体
     */
    public class SendThread extends Thread {


        public void run() {
            isStart = true;
            for(int i=0;i<10;i++)
            {
                Log.d(TAG,"开始写线程~");
                mDataValue.setData(i);
                Log.d(TAG, "写数据:testCount:" + successCount);
                Log.d(TAG,"写线程休眠~");
                sendTreadSleep(10);
            }
            isStart = false;
        }
    }

    /**
     * 接收数据的线程
     */
    public class ReceiveThread extends Thread {

        @Override
        public void run() {

            int testCount = 20;
            Log.d(TAG,"s开始读线程~");
            super.run();
            //条件判断，只要条件为true，则一直执行这个线程
            while (isStart == true) {
                Log.d(TAG,"开始读线程~");
                testCount = mDataValue.getData();
                Log.d(TAG, "读数据~:testCount:" + testCount);
                Log.d(TAG,"读线程休眠~");
                receiveTreadSleep(5);
            }
        }
    }

    /**
     * 发送线程延迟
     * @param millis 毫秒
     */
    private void sendTreadSleep(int millis)
    {
        try{
            mSendThread.sleep(millis);
        } catch (Exception e) {
            e.printStackTrace();
        }
    }
    /**
     * 接收线程延迟
     * @param millis 毫秒
     */
    private void receiveTreadSleep(int millis)
    {
        try{
            mReceiveThread.sleep(millis);
        } catch (Exception e) {
            e.printStackTrace();
        }
    }

    private class DataValue{

        private synchronized void setData(int value){
            Log.d(TAG,"设置数据~setData");
            successCount = value;
        }

        private synchronized  int getData(){
            Log.d(TAG,"获取数据~getData");
            return successCount;
        }

    }

读写锁ReentrantReadWriteLock

上面是使用互斥锁，这里介绍一个读写锁，也是用来完成互斥的。使用代码如下

    /**
     * 线程实体
     */
    public class SendThread extends Thread {


        public void run() {
            isStart = true;
            for(int i=0;i<10;i++)
            {
                mrwDataValue.setData(i);
                Log.d(TAG,Thread.currentThread().getName() +"写休眠");
                sendTreadSleep(10);
            }
            isStart = false;
        }
    }

    /**
     * 接收数据的线程
     */
    public class ReceiveThread extends Thread {

        @Override
        public void run() {

            int testCount = 20;
            Log.d(TAG,"s开始读线程~");
            super.run();
            //条件判断，只要条件为true，则一直执行这个线程
            while (isStart == true) {
                mrwDataValue.getData();
                Log.d(TAG,Thread.currentThread().getName() +"读休眠");
                receiveTreadSleep(5);
            }
        }
    }
    /*
     * 使用读写锁完成互斥ReadWriteLock
     */
    private class rwDataValue{
        private ReadWriteLock readWriteLock = new ReentrantReadWriteLock();
        private int Data;

        private void setData(int value){
            readWriteLock.writeLock().lock();
            try {
                Log.d(TAG, Thread.currentThread().getName() +"写数据~setData:"+value);
                Data = value;
                Thread.sleep(30);
            }catch (Exception i){
                Log.e(TAG,"error");
            }finally {
                readWriteLock.writeLock().unlock();
            }
        }

        private  void getData(){
            readWriteLock.readLock().lock();
            try {
                Log.d(TAG,Thread.currentThread().getName() +"获取数据~getData：" +Data);
                Thread.sleep(10);
            }catch (Exception i){
                Log.e(TAG,"error");
            }finally {
                readWriteLock.readLock().unlock();
            }
        }
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参考

https://blog.csdn.net/zy_style/article/details/53423877

Demo 代码

https://github.com/weiqifa0/androitdThread


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当你看到这里的时候，说明你已经阅读完上面的内容

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