从0开始学线程并发（二）——线程通信

线程通讯

每个线程都有自己的内存空间（栈），这个空间存在于线程代码运行开始直至结束，期间若线程不与其他线程交互配合，几乎就没有价值。而交互配合，便涉及到线程间的通讯。暂且不表通讯前的安全问题，先熟悉下
有哪些常用的通信方式。

等待通知

这个模型很简单，A线程与B线程协作，当A线程修改某个数据后，B线程感知到了这个数据变化后，进行响应的操作。这个模型常见的就是生产者和消费者，数据起始于一个线程，又完结于另一个线程。解耦且可伸缩。

不过生产消费可能不是等待通知哦

Java中等待，通知自己实现的话，最简单的就是循环+sleep。最近遇到的上古项目中就有，以下为伪代码

while(networkNotReady()){
    log.debug("等待网络层启动完毕");
    Thread.sleep(1000);
}
log.info("network initialize finish!,heartbeat start");
heartbeat.start();

这段代码明显会存在问题，首先sleep时间写死的，所以无法保证及时性，其次，sleep时间过长效率慢，过短会导致线程频繁切换，白白消耗资源。

Java为了解决这个问题，在Object类中，加入了几个有意思的方法

/**
 * 将
 */

wait()
notify()
wait(long timeout)
wait(long timeout, int nanos)
notifyAll()

其左右如下

Thread-A执行到一个逻辑后让A对象进行等待A.wait(), Thread-B执行完某个逻辑后调用A.notify()之后，会唤醒Thread-A继续工作，这样就避免了Sleep的时间过长或者过短，导致资源分配不平衡。

但是会遇到新的线程安全的问题，如果多个线程执行A.wait() ，多个线程执行A.notify()，由于并行的关系，可能不是先后发生的顺序，notify发生在wait前一点意义都没有。或者A在条件未达成前提前被唤醒。这都问题，为了解决这些问题，一般要求遵循以下规则。

注意：
1.调用wait或notify、notifyAll需要对对象加锁
2.wait的线程被唤醒后仍需要检查运行条件是否满足,不满足可以继续进入WAITING状态

管道pip

看书上一共介绍了4个类，PipedOutputStream,PipedInputStream,PipedReader,PipedWriter很少使用，很少有资料介绍。和操作系统有很大关系。这里列出用法

public class PipedStreamExample {
    public static void main(String[] args) throws IOException, InterruptedException {
        
        final PipedInputStream pipedInputStream=new PipedInputStream();
        final PipedOutputStream pipedOutputStream=new PipedOutputStream();
        
        /*Connect pipe*/
        pipedInputStream.connect(pipedOutputStream);
        
        /*Thread for writing data to pipe*/
        Thread pipeWriter=new Thread(new Runnable() {
            @Override
            public void run() {
                                /*输出A-Z字母*/
                for (int i = 65; i < 91; i++) {
                    try {
                        pipedOutputStream.write(i);
                        Thread.sleep(500);
                    } catch (IOException | InterruptedException e) {
                        e.printStackTrace();
                    }
                }       
            }
        });
        
        /*Thread for reading data from pipe*/
        Thread pipeReader=new Thread(new Runnable() {
            @Override
            public void run() {
                for (int i = 65; i < 91; i++) {
                    try {
                        System.out.print((char)pipedInputStream.read());
                        Thread.sleep(1000);
                    } catch (InterruptedException | IOException e) {
                        e.printStackTrace();
                    }
                }
            }
        });
        
        /*Start thread*/
        pipeWriter.start();
        pipeReader.start();
        
        /*Join Thread*/
        pipeWriter.join();
        pipeReader.join();
        
        /*Close stream*/
        pipedOutputStream.close();
        pipedInputStream.close();
        
    }
}

public class PipedReaderWriterExample {
   public static void main(String[] args) throws Exception {
      final PipedReader pipedReader = new PipedReader();
      final PipedWriter pipedWriter = new PipedWriter();

      // Connect pipe
      pipedReader.connect(pipedWriter);

      // Writing data to pipe
      Thread writerThread = new Thread(new Runnable() {
         @Override
         public void run() {
            try {
               for (int i = 65; i <= 70; i++) {
                  pipedWriter.write((char) i);
                  Thread.sleep(500);
               }
               pipedWriter.close();
            } catch (IOException | InterruptedException e) {
               e.printStackTrace();
            }
         }
      });

      // Reading data from pipe
      Thread readerThread = new Thread(new Runnable() {
         @Override
         public void run() {
            try {
               int i;
               while ((i = pipedReader.read()) != -1) {
                  System.out.println((char) i);
                  Thread.sleep(1000);
               }
               pipedReader.close();
            } catch (IOException | InterruptedException e) {
               e.printStackTrace();
            }
         }
      });

      // Start thread
      writerThread.start();
      readerThread.start();
   }
}

ThreadJoin

前面的例子中就有用到Join，join的意义：当前线程立即等待，直到
join的线程返回为止，说白了，就是插队当前线程。

join支持设定超时时间，如果超过时间未返回的话，那么就会从超时方法返回。

PS：ThreadLocal

线程变量，就是Key-Value结构，与线程绑定的，每个线程只能访问到自己线程存储在内的数据，例子如下：

public class ThreadLocalTest {


    public static void main(String[] args) throws InterruptedException {
        ThreadLocal<Long> localTest = new ThreadLocal<>();
        long startTime = System.currentTimeMillis();
        localTest.set(startTime);
        System.out.println("main.set" + localTest.get());

        Thread t1 = new Thread(() -> {
            try {
                Thread.sleep(1000);
                long time = System.currentTimeMillis();
                System.out.println("t1.set" + time);
                localTest.set(time);

                Thread.sleep(500);
                System.out.println("t1.get" + localTest.get());
            } catch (InterruptedException e) {
                e.printStackTrace();
            }

        });

        Thread t2 = new Thread(() -> {
            try {
                Thread.sleep(500);
                long time = System.currentTimeMillis();
                System.out.println("t2.set" + time);
                localTest.set(time);
                Thread.sleep(1000);
                System.out.println("t2.get" + localTest.get());
            } catch (InterruptedException e) {
                e.printStackTrace();
            }

        });

        t1.start();
        t2.start();

        t1.join();
        t2.join();

        System.out.println("main.get" + localTest.get());


    }
}

执行结果：


其他线程set的值，并不会影响当前线程存储的值。内部ThreadLocalMap处理不当还会造成内存泄露。

所以：

ThreadLocal并不解决变量共享的问题，而是提供了线程本地的实例。每个使用该变量的线程都会初始化一个完全独立的实例副本。

ps:看书暂未看到Future的模式，后面看到再补充

参考

书：《Java并发编程的艺术》第四章
代码例子：https://www.boraji.com

喜欢请点个赞
转载请注明出处：https://www.jianshu.com/u/4915ed24d1e3
如有错误，请务必指正！谢谢！
我的博客：https://xzing.github.io/

最后编辑于 ：
©著作权归作者所有,转载或内容合作请联系作者
  • 人面猴
    序言：七十年代末，一起剥皮案震惊了整个滨河市，随后出现的几起案子，更是在滨河造成了极大的恐慌，老刑警刘岩，带你破解...
    沈念sama阅读 158,117评论 4赞 360
  • 死咒
    序言：滨河连续发生了三起死亡事件，死亡现场离奇诡异，居然都是意外死亡，警方通过查阅死者的电脑和手机，发现死者居然都...
    沈念sama阅读 66,963评论 1赞 290
  • 救了他两次的神仙让他今天三更去死
    文/潘晓璐 我一进店门，熙熙楼的掌柜王于贵愁眉苦脸地迎上来，“玉大人，你说我怎么就摊上这事。” “怎么了？”我有些...
    开封第一讲书人阅读 107,897评论 0赞 240
  • 道士缉凶录：失踪的卖姜人
    文/不坏的土叔 我叫张陵，是天一观的道长。 经常有香客问我，道长，这世上最难降的妖魔是什么？ 我笑而不...
    开封第一讲书人阅读 43,805评论 0赞 203
  • 港岛之恋（遗憾婚礼）
    正文 为了忘掉前任，我火速办了婚礼，结果婚礼上，老公的妹妹穿的比我还像新娘。我一直安慰自己，他们只是感情好，可当我...
    茶点故事阅读 52,208评论 3赞 286
  • 恶毒庶女顶嫁案：这布局不是一般人想出来的
    文/花漫 我一把揭开白布。 她就那样静静地躺着，像睡着了一般。 火红的嫁衣衬着肌肤如雪。 梳的纹丝不乱的头发上，一...
    开封第一讲书人阅读 40,535评论 1赞 216
  • 城市分裂传说
    那天，我揣着相机与录音，去河边找鬼。 笑死，一个胖子当着我的面吹牛，可吹牛的内容都是我干的。 我是一名探鬼主播，决...
    沈念sama阅读 31,797评论 2赞 311
  • 双鸳鸯连环套：你想象不到人心有多黑
    文/苍兰香墨 我猛地睁开眼，长吁一口气：“原来是场噩梦啊……” “哼！你这毒妇竟也来了？” 一声冷哼从身侧响起，我...
    开封第一讲书人阅读 30,493评论 0赞 197
  • 万荣杀人案实录
    序言：老挝万荣一对情侣失踪，失踪者是张志新（化名）和其女友刘颖，没想到半个月后，有当地人在树林里发现了一具尸体，经...
    沈念sama阅读 34,215评论 1赞 241
  • 护林员之死
    正文 独居荒郊野岭守林人离奇死亡，尸身上长有42处带血的脓包…… 初始之章·张勋 以下内容为张勋视角 年9月15日...
    茶点故事阅读 30,477评论 2赞 244
  • 白月光启示录
    正文 我和宋清朗相恋三年，在试婚纱的时候发现自己被绿了。 大学时的朋友给我发了我未婚夫和他白月光在一起吃饭的照片。...
    茶点故事阅读 31,988评论 1赞 258
  • 活死人
    序言：一个原本活蹦乱跳的男人离奇死亡，死状恐怖，灵堂内的尸体忽然破棺而出，到底是诈尸还是另有隐情，我是刑警宁泽，带...
    沈念sama阅读 28,325评论 2赞 252
  • 日本核电站爆炸内幕
    正文 年R本政府宣布，位于F岛的核电站，受9级特大地震影响，放射性物质发生泄漏。R本人自食恶果不足惜，却给世界环境...
    茶点故事阅读 32,971评论 3赞 235
  • 男人毒药：我在死后第九天来索命
    文/蒙蒙 一、第九天 我趴在偏房一处隐蔽的房顶上张望。 院中可真热闹，春花似锦、人声如沸。这庄子的主人今日做“春日...
    开封第一讲书人阅读 26,055评论 0赞 8
  • 一桩弑父案，背后竟有这般阴谋
    文/苍兰香墨 我抬头看了看天上的太阳。三九已至，却和暖如春，着一层夹袄步出监牢的瞬间，已是汗流浃背。 一阵脚步声响...
    开封第一讲书人阅读 26,807评论 0赞 194
  • 情欲美人皮
    我被黑心中介骗来泰国打工， 没想到刚下飞机就差点儿被人妖公主榨干…… 1. 我叫王不留，地道东北人。 一个月前我还...
    沈念sama阅读 35,544评论 2赞 271
  • 代替公主和亲
    正文 我出身青楼，却偏偏与公主长得像，于是被迫代替她去往敌国和亲。 传闻我的和亲对象是个残疾皇子，可洞房花烛夜当晚...
    茶点故事阅读 35,455评论 2赞 266