Java 进阶(12) 线程通信-Toy模板网

这篇具有很好参考价值的文章主要介绍了Java 进阶(12) 线程通信。希望对大家有所帮助。如果存在错误或未考虑完全的地方，请大家不吝赐教，您也可以点击"举报违法"按钮提交疑问。

概述

多个线程在处理同⼀个资源，但是处理的动作（线程的任务）却不相同。

为什么要处理线程间通信

多个线程并发执⾏时, 在默认情况下CPU是随机切换线程的，当我们需要多个线程来共同完成⼀件任务，并且我们希望他们有规律的执⾏, 那么多线程之间需要⼀些协调通信，以此来帮我们达到多线程共同操作⼀份数据。

如何保证线程间通信有效利用资源

多个线程在处理同⼀个资源，并且任务不同时，需要线程通信来帮助解决线程之间对同⼀个变量的使⽤或操作。就是多个线程在操作同⼀份数据时，避免对同⼀共享变量的争夺。也就是我们需要通过⼀定的⼿段使各个线程能有效的利⽤资源。⽽这种⼿段即—— 等待唤醒机制。

等待唤醒机制

什么是等待唤醒机制

这是多个线程间的⼀种协作机制。谈到线程我们经常想到的是线程间的竞争（race），⽐如去争夺锁，但这并不是故事的全部，线程间也会有协作机制。就好⽐在公司⾥你和你的同事们，你们可能存在在晋升时的竞争，但更多时候你们更多是⼀起合作以完成某些任务。

就是在⼀个线程进⾏了规定操作后，就进⼊等待状态（wait()），等待其他线程执⾏完他们的指定代码过后再将其唤醒（notify()）;在有多个线程进⾏等待时，如果需要，可以使⽤ notifyAll()来唤醒所有的等待线程。

wait/notify 就是线程间的⼀种协作机制。

线程通信方法

方法	说明
public final void wait()	释放锁，进⼊等待队列
public final void wait(long timeout)	在超过指定的时间前，释放锁，进⼊等待队列
public final void notify()	随机唤醒、通知⼀个线程
public final void notifyAll()	唤醒、通知所有线程

注意：所有的等待、通知⽅法必须在对加锁的同步代码块中。

等待唤醒机制就是⽤于解决线程间通信的问题的，使⽤到的3个⽅法的含义如下：

1. wait：线程不再活动，不再参与调度，进⼊ wait set(锁池) 中，因此不会浪费 CPU 资源，也不会去竞争锁了，这时的线程状态即是 WAITING。它还要等着别的线程执⾏⼀个特别的动作，也即是“通知（notify）”在这个对象上等待的线程从wait set 中释放出来，重新进⼊到调度队列（readyqueue）中wait(long m):wait⽅法如果在指定的毫秒之后，还没有被notify唤醒，就会⾃动醒来sleep(long m):不会释放锁

2. notify：则选取所通知对象的 wait set 中的⼀个线程释放；例如，餐馆有空位置后，等候就餐最久的顾客最先⼊座。

3. notifyAll：则释放所通知对象的 wait set 上的全部线程。

示例：

/*
等待唤醒案例：
1，创建⼀个顾客线程（消费者）：告知⽼板要的包⼦种类和数量，调⽤wait⽅法，放弃cpu的执⾏，进⼊等待状态
2，创建⼀个⽼板线程（⽣产者）：花了5秒做包⼦，做好包⼦之后，调⽤notify⽅法，通知顾客吃包⼦，
注意：
顾客和⽼板线程必须使⽤同步代码块包裹起来，保证等待和唤醒只能有⼀个在执⾏
同步使⽤的锁对象必须是唯⼀的，只有锁对象才能调⽤wait⽅法和notify⽅法
*/
public class Demo1 {
    public static void main(String[] args) {
        //创建锁对象，保证唯⼀
        Object obj =new Object();
        //创建顾客线程
        new Thread(){
            @Override
            public void run() {
                while(true){
                    //保证等待和唤醒只能有⼀个在执⾏
                    synchronized (obj){
                        System.out.println("告知⽼板要的包⼦种类和数量");
                        //进⼊等待
                        try {
                            obj.wait();
                        } catch (InterruptedException e) {
                            e.printStackTrace();
                        }
                        //唤醒之后执⾏的代码
                        System.out.println("拿到包⼦，开始吃。。。");
                        System.out.println("---------------------");
                    }
                }
            }
        }.start();
        //创建⽼板线程
        new Thread(){
            @Override
            public void run() {
                while(true){
                    //花5秒钟做包⼦，
                    try {
                        Thread.sleep(5000);
                    } catch (InterruptedException e) {
                        e.printStackTrace();
                    }
                    //保证等待和唤醒只能有⼀个在执⾏
                    synchronized (obj){
                        System.out.println("包⼦做好了。。。。");
                        //做好包⼦之后，调⽤notify⽅法，通知顾客吃包⼦，
                        obj.notify();
                    }
                }
            }
        }.start();
    }
}

注意：

哪怕只通知了⼀个等待的线程，被通知线程也不能⽴即恢复执⾏，因为它当初中断的地⽅是在同步块内，⽽此刻它已经不持有锁，所以她需要再次尝试去获取锁（很可能⾯临其它线程的竞争），成功后才能在当初调⽤ wait ⽅法之后的地⽅恢复执⾏。