Java---多线程03：线程间通信

港控/mmm° 2022-05-30 04:05 355阅读 0赞

线程是操作系统中的独立个体，而通信使他们成为一个整体，拥有了协作的可能。

这一篇只要有以下几个部分要梳理出来：

1.  使用wait/notify实现线程间的通信
2.  方法join的使用
3.  ThreadLocal的使用

# 1. wait/notify的使用 #

在不使用这两个关键字的时候，我们可以思考一下这种通信方式：

**存在A,B两个线程，A在做一个递增操作，B做一个While死循环判断操作，当线程A执行到5后，线程B判断发现size=5了，于是线程B执行里面的语句。**

这就是线程间通信中一个简陋且有弊端的通信方式，要通过While不断循环。

而wait/notify关键字就是为了解决这种情况，实现通信。

<table> 
 <thead> 
  <tr> 
   <th>方法</th> 
   <th align="center">作用</th> 
  </tr> 
 </thead> 
 <tbody> 
  <tr> 
   <td>wait</td> 
   <td align="center">等待，使当前执行线程处在等待状态（“预执行序列”），会在wait()所在代码行出停止执行，直到被通知或者被中断，该方法是Object类的方法。</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>notify</td> 
   <td align="center">通知，用来通知可能等待该对象对象锁的线程，并且让他获得该对象的锁</td> 
  </tr> 
 </tbody> 
</table>

上代码演示一下：

//mythread02
        private  Object lockObject;
        public MyThread02(Object lockObject){
            this.lockObject=lockObject;
        }
    
        @Override
        public void run(){
            synchronized (lockObject) {
                for (int i = 0; i < 10; i++) {
                    if (i==5) {
                        lockObject.notify();
                        System.out.println("发出通知");
                    }
                    System.out.println(i);
    
                }
            }
        }
    //Mythread
    private  Object lockObject;
    public Mythread(Object lockObject){
            this.lockObject=lockObject;
        }
        @Override
        public void run(){
            try {
                synchronized (lockObject) {
                    System.out.println("wait begin"+System.currentTimeMillis());
                    lockObject.wait();
                    System.out.println("wait end"+System.currentTimeMillis());
    
                }
            } catch (InterruptedException e) {
                // TODO Auto-generated catch block
                e.printStackTrace();
            }
        }
    //主要类：
    Object lockObject = new Object();
            Mythread mythread =new Mythread(lockObject);
            mythread.setName("001");
            MyThread02 mythread2 =new MyThread02(lockObject);
            mythread2.setName("002");
            Thread mythread01 =new Thread(mythread);
            mythread01.start();
            Thread.sleep(50);
            Thread mythread02 =new Thread(mythread2);
    
    
    //测试结果：
    wait begin1520172946893
    0
    1
    2
    3
    4
    发出通知
    5
    6
    7
    8
    9
    wait end1520172946941

注意看：在发出通知后，等到notify的线程执行完了，wait所在的才继续执行。

其实wait(),notify（）是个很简单的概念，这里就不过分的细说了，直接说说一些要点。

*  **wait()，notify()必须获得对象锁，即只能在同步方法或者同步代码块中使用**
 *  **使用wait（）后，当前线程会释放锁**
 *  **在从wait()返回前（即继续执行时），线程会和其他线程竞争锁**
 *  **在notify()通知后，当前线程并不会马上获得锁，等notify()的线程执行完，线程才会释放锁，此时其他线程才会竞争锁**
 *  **notify（）的唤醒是随机唤醒，是从处在等待该锁的线程里面唤醒一个。**
 *  **notifyAll（）是唤醒所有的线程，然后，同时竞争，优先级最高的最先执行。**
 *  **interrupt()方法碰到wait（）方法会出现异常**
 *  **wait(long)方法用于等待某一时间内是否有线程对锁进行唤醒，否则自动唤醒**
 *  **注意不要通知过早，打乱程序正常的运行逻辑**

# 2- 线程的阻塞，就绪，等待 #

![这里写图片描述][70]

*  新建一个线程后，调用其start（）方法，系统会为此线程分配CPU资源，使其处在**可运行状态（就绪状态）**，直到线程抢到CPU资源，即可处在**运行状态**。
 *  运行与可运行时相互切换的，这涉及到CPU资源的合理分配。以下五种情况会使线程进入可运行状态（就绪状态）  
    1.调用sleep（）后超过了设定的时间  
    2.线程调用的阻塞IO已经返回，阻塞方法已经执行完毕  
    3.线程成功的获得了试图同步的监视器  
    4.线程正在等待通知，而通知此时发布  
    5.处于挂起的线程调用了resume()方法
 *  暂停（阻塞）：暂停有以下几种可能出现  
    1.线程调用了sleep方法，自动放弃资源  
    2.线程调用了阻塞式IO，返回前不可获得资源  
    3.线程试图获得一个对象监视器，但是，别人在用  
    4.线程等待某个通知  
    5.suspend（）方法挂起
 *  \-

# 3 - join（）方法的使用 #

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进行无限期的阻塞，等待线程X销毁后再执行Z后面的代码，。

join与Sychronized的区别在于，join在内部使用使用wait（）进行等待，而Sychronized使用的是对象监视器原理。

//main
    public class JoinMain { 
        public static void main(String[] args){
    
            try {
                JoinThread threadJoin =new JoinThread();
                threadJoin.start();
                threadJoin.join(2000);
                //threadJoin.sleep(2000);
                System.out.println("end time="+System.currentTimeMillis());
            } catch (InterruptedException e) {
                // TODO Auto-generated catch block
                e.printStackTrace();
            }
        }
    
    }
    //Thread
    public class JoinThread extends Thread{ 
    
        @Override
        public void run(){
            try {
                System.out.println("success");
                System.out.println("begin timer"+System.currentTimeMillis());
                Thread.sleep(5000);
            } catch (Exception e) {
                // TODO: handle exception
                e.printStackTrace();
            }
    
        }
    }

可以看到运行结果和sleep的效果一样，都是暂停了两秒：  
![这里写图片描述][Image 1]

注意，这里我**没有使用join()而是join(long)**  
他们两个的区别在于：前者是等待执行完，而join(long)是等待一段时间，如果期间执行完了，则直接**马上**执行后面的，如果没有执行完，则继续执行。

#### join（long）与sleep(long)的区别： ####

join（long）在内部使用wait方法，所以join方法可以释放锁而sleep方法并不会释放锁。

注意join方法后面的代码的代码可能会提前运行：

# 4- 类ThreadLocal简介 #

类ThreadLocal主要用于解决每个线程可以绑定自己自的问题，ThreadLocal就是一个全局存放数据的盒子，里面存放每个线程私有数据。实现了每个线程都有自己的共享变量。  
先看怎么用

public class ThreadLocalMain {
        public static ThreadLocal t1 = new ThreadLocal();
        public static void main(String[] args){
            if(t1.get()==null){
                System.out.println("开始t1为："+t1.get());
                t1.set("初始化");
                System.out.println("t1为："+t1.get());
            }
        }
    }

![这里写图片描述][Image 1]

很明显，就像静态变量一样使用，但是！！ThreadLocal的静态变量并不是通用的，如果多个线程同时对t1进行了设置，但是他们设置的都是自己的t1.  
就像沙盒一样，每个线程，他们都属于一个容器，同一个类，但是他们拥有自己的独立的静态变量存储空间。

public class ThreadLocalTest extends Thread{ 
    
        @Override
        public void run(){
            try {
                for (int i = 0; i < 10; i++) {
                    Tools.t2.set("ThreadTest:----"+(i+1));
                    System.out.println("ThreadTest:----"+Tools.t2.get());
                    Thread.sleep(200);
                }
            } catch (Exception e) {
                // TODO: handle exception
            }
        }
    }
    
    public class ThreadLocal02 extends Thread{ 
        @Override
        public void run(){
            try {
                for (int i = 0; i < 10; i++) {
                    Tools.t2.set("Thread02:----"+(i+1));
                    System.out.println("Thread02:----"+Tools.t2.get());
                    Thread.sleep(200);
                }
            } catch (Exception e) {
                // TODO: handle exception
            }
        }
    }
        public static void main(String[] args){
    // if(t1.get()==null){ 
    // System.out.println("开始t1为："+t1.get());
    // t1.set("初始化");
    // System.out.println("t1为："+t1.get());
    // }
            ThreadLocalTest test =new ThreadLocalTest();
            ThreadLocal02 test02 =new ThreadLocal02();
            test.start();
            test02.start();
        }

![这里写图片描述][Image 1]  
这个叫线程变量的隔离性。

同样，子类和父类同样有隔离性。  
这个可以用InheritableThreadLocal来解决  
（继承即可）

# 5- 总结 #

线程间通信基本上就这些了，后面还有线程的lock的使用。

图片参考于：  
[http://blog.csdn.net/Prepared/article/details/71616709][http_blog.csdn.net_Prepared_article_details_71616709]

内容参考:  
《java多线程编程核心技术》

[70]: /images/20220530/5b2fbca19084470aafbf79efa38f5486.png
[Image 1]: 
[http_blog.csdn.net_Prepared_article_details_71616709]: http://blog.csdn.net/Prepared/article/details/71616709