java线程间通信[实现不同线程之间的消息传递(通信),生产者和消费者模型]-阿里云开发者社区

开发者社区> 开发与运维> 正文
登录阅读全文

java线程间通信[实现不同线程之间的消息传递(通信),生产者和消费者模型]

简介: 线程通信,线程之间的消息传递; 多个线程在操作同一个资源,但对共享资源的操作动作不同;它们共享同一个资源,互为条件,相互依赖,相互通信让任务向前推进。 线程的同步,可以解决并发更新同一个资源,实现线程同步;但不能用来实现线程间的消息传递。 线程通信生产者和消费者和仓库是个典型模型: 生产者:没有生产之前通知消费者等待,生产产品结束之后,马上通知消费者消费 消费者:没有消费之前通知

线程通信,线程之间的消息传递;

多个线程在操作同一个资源,但对共享资源的操作动作不同;它们共享同一个资源,互为条件,相互依赖,相互通信让任务向前推进。

线程的同步,可以解决并发更新同一个资源,实现线程同步;但不能用来实现线程间的消息传递。

线程通信生产者消费者仓库是个典型模型:

生产者:没有生产之前通知消费者等待,生产产品结束之后,马上通知消费者消费

消费者:没有消费之前通知生产者等待,消费产品结束之后,通知生产者继续生产产品以供消费

线程通信:使用java中Object中提供的:

public final void wait();  注:long timeout=0  表示线程一直等待,直到其它线程通知

public final native void wait(long timeout);   线程等待指定毫秒参数的时间

public final void wait(long timeout, int nanos);  线程等待指定毫秒、微妙的时间timeout最大等待时间,以毫秒为单位,nanos额外的时间,在纳秒范围0-999999。

public final native void notify();   唤醒一个处于等待状态的线程

public final native void notifyAll();  唤醒同一个对象上所有调用wait()方法的线程,优先级别高的线程优先运行

这些方法只能在同步方法或者同步代码块中使用,否则会抛出异常。

Exception in thread "Thread-0"java.lang.IllegalMonitorStateException
at java.lang.Object.wait(Native Method)
at java.lang.Object.wait(Object.java:485)
at ca.bb.ShareCached.getShareCachedData(ShareCached.java:41)
  //wait();

以及使用,回调方法,实现线程通信。

此处使用wait()和notify()方法实现。

此例:生产A-D个商品,放入仓库,消费生产。

仓库类:

package ca.bb.threadcommunication;
/**
 * 共享资源缓存和操作类
 * */
public class ShareCached {
	/**产品:此处使用char字符,作为存储共享数据存储类型*/
	private char cache;
	//产品消费标识:线程间通信信号,true未消费(生产),false未生产(消费)
	private boolean flag = false;
	/**
	 * 生产操作(生产者):共享数据添加方法
	 * */
	public synchronized void addShareCachedData(char data){
		//产品未消费,则生产者(生产操作)等待
		if(flag){
			System.out.println("产品未消费,生产者生产操作等待");
			try {
				//生产者等待
				wait();
			} catch (InterruptedException e) {
				System.out.println("Thread Interrupted Exception,"+e.getMessage());
			}
		}
		//产品已消费,则生产者继续生产
		this.cache = data;
		//标记已生产
		flag = true;
		//通知消费者已生产
		notify();
		System.out.println("产品"+data+",已生产,通知消费者消费");
	}
	/**
	 * 消费操作(消费者):共享数据获取方法
	 * */
	public synchronized char getShareCachedData(){
		//产品未生产,则消费者(消费操作)等待
		if(!flag){
			System.out.println("产品未生产,消费者消费操作等待");
			try {
				//消费者等待
				wait();
			} catch (InterruptedException e) {
				System.out.println("Thread Interrupted Exception,"+e.getMessage());
			}
		}
		//标记已消费
		flag = false;
		//通知生产者已消费
		notify();
		System.out.println("产品"+this.cache+",已消费,通知生产者生产");
		//产品已生产,则消费者继续消费
		return this.cache;
	}
}

注:如果此处,使用synchronized方法,则内置锁(对象监视锁)为this,则不能多new不同对象,如果为多线程同步,必定多个线程共享同一个对象监视锁。

使用synchronized(obj)代码块,则1.锁使用涉及当前类对象外的其他类对象;2.锁使用静态当前类对象,确保同一个锁。

生产者线程类:

package ca.bb.threadcommunication;
/**
 * 生产者线程类
 * */
public class Producer extends Thread{
	//共享资源缓存类对象
	private ShareCached sCached;
	/**
	 * 构造加入共享资源操作类
	 * */
	public Producer(ShareCached shareCached){
		this.sCached = shareCached;
	}
	/**
	 * 生产者生产产品,放入共享数据缓存类(仓库)
	 * 生产A-D类型的产品
	 * */
	@Override
	public void run() {
		for(char product = 'A';product <='D';product++){
			try {
				sleep((int)(Math.random()*3000));
			} catch (InterruptedException e) {
				System.out.println("Thread Interrupted Exception,"+e.getMessage());
			}
			//生产产品,放入共享数据缓存类(仓库)
			sCached.addShareCachedData(product);
		}
	}
}
消费者线程类:

package ca.bb.threadcommunication;
/**
 * 消费者线程类
 * */
public class Consumer extends Thread{
	//共享资源缓存类对象
	private ShareCached sCached;
	/**
	 * 构造加入共享资源操作类
	 * */
	public Consumer(ShareCached sharedCached){
		this.sCached = sharedCached;
	}
	/**
	 * 消费者消费产品,获取共享数据缓存类(仓库)
	 * 消费D类型的产品停止消费
	 * */
	@Override
	public void run() {
		char product = '\u0000';
		do {
            try {
                Thread.sleep((int)(Math.random()*3000));
            } catch (InterruptedException e) {
                System.out.println("Consumer thread InterruptedException from run method!");
            }
            //消费,从仓库取走商品
            product = sCached.getShareCachedData();
		} while (product != 'D');
	}
}
线程通信测试类:

package ca.bb.threadcommunication;

public class CPTest {
	public static void main(String[] args) {
		//共享同一个共享资源
		ShareCached shareCached = new ShareCached();
		//启动消费者线程
		new Consumer(shareCached).start();
		//启动生产者线程
		new Producer(shareCached).start();
	}
}
测试结果:

产品未生产,消费者消费操作等待
产品A,已生产,通知消费者消费
产品A,已消费,通知生产者生产
产品B,已生产,通知消费者消费
产品未消费,生产者生产操作等待
产品B,已消费,通知生产者生产
产品C,已生产,通知消费者消费
产品未消费,生产者生产操作等待
产品C,已消费,通知生产者生产
产品D,已生产,通知消费者消费
产品D,已消费,通知生产者生产

版权声明:本文内容由阿里云实名注册用户自发贡献,版权归原作者所有,阿里云开发者社区不拥有其著作权,亦不承担相应法律责任。具体规则请查看《阿里云开发者社区用户服务协议》和《阿里云开发者社区知识产权保护指引》。如果您发现本社区中有涉嫌抄袭的内容,填写侵权投诉表单进行举报,一经查实,本社区将立刻删除涉嫌侵权内容。

分享: