Java线程间的通信方式详解

本总结我对于JAVA多线程中线程之间的通信方式的理解，主要以代码结合文字的方式来讨论线程间的通信，故摘抄了书中的一些示例代码，具体内容如下

①同步

这里讲的同步是指多个线程通过synchronized关键字这种方式来实现线程间的通信。

参考示例：

public class MyObject {

synchronized public void methodA() {
 //do something....
}

synchronized public void methodB() {
 //do some other thing
}
}

public class ThreadA extends Thread {

private MyObject object;
//省略构造方法
@Override
public void run() {
 super.run();
 object.methodA();
}
}

public class ThreadB extends Thread {

private MyObject object;
//省略构造方法
@Override
public void run() {
 super.run();
 object.methodB();
}
}

public class Run {
public static void main(String[] args) {
 MyObject object = new MyObject();

//线程A与线程B 持有的是同一个对象:object
 ThreadA a = new ThreadA(object);
 ThreadB b = new ThreadB(object);
 a.start();
 b.start();
}
}

由于线程A和线程B持有同一个MyObject类的对象object，尽管这两个线程需要调用不同的方法，但是它们是同步执行的，比如：线程B需要等待线程A执行完了methodA()方法之后，它才能执行methodB()方法。这样，线程A和线程B就实现了 通信。

这种方式，本质上就是“共享内存”式的通信。多个线程需要访问同一个共享变量，谁拿到了锁（获得了访问权限），谁就可以执行。

②while轮询的方式

代码如下：

import java.util.ArrayList;
import java.util.List;

public class MyList {

private List<String> list = new ArrayList<String>();
public void add() {
 list.add("elements");
}
public int size() {
 return list.size();
}
}

import mylist.MyList;

public class ThreadA extends Thread {

private MyList list;

public ThreadA(MyList list) {
 super();
 this.list = list;
}

@Override
public void run() {
 try {
  for (int i = 0; i < 10; i++) {
   list.add();
   System.out.println("添加了" + (i + 1) + "个元素");
   Thread.sleep(1000);
  }
 } catch (InterruptedException e) {
  e.printStackTrace();
 }
}
}

import mylist.MyList;

public class ThreadB extends Thread {

private MyList list;

public ThreadB(MyList list) {
 super();
 this.list = list;
}

@Override
public void run() {
 try {
  while (true) {
   if (list.size() == 5) {
    System.out.println("==5, 线程b准备退出了");
    throw new InterruptedException();
   }
  }
 } catch (InterruptedException e) {
  e.printStackTrace();
 }
}
}

import mylist.MyList;
import extthread.ThreadA;
import extthread.ThreadB;

public class Test {

public static void main(String[] args) {
 MyList service = new MyList();

ThreadA a = new ThreadA(service);
 a.setName("A");
 a.start();

ThreadB b = new ThreadB(service);
 b.setName("B");
 b.start();
}
}

在这种方式下，线程A不断地改变条件，线程ThreadB不停地通过while语句检测这个条件(list.size()==5)是否成立 ，从而实现了线程间的通信。但是这种方式会浪费CPU资源。之所以说它浪费资源，是因为JVM调度器将CPU交给线程B执行时，它没做啥“有用”的工作，只是在不断地测试 某个条件是否成立。就类似于现实生活中，某个人一直看着手机屏幕是否有电话来了，而不是： 在干别的事情，当有电话来时，响铃通知TA电话来了。关于线程的轮询的影响，可参考：Java中一个线程执行死循环有什么后果

 ③wait/notify机制

代码如下：

import java.util.ArrayList;
import java.util.List;

public class MyList {

private static List<String> list = new ArrayList<String>();

public static void add() {
 list.add("anyString");
}

public static int size() {
 return list.size();
}
}

public class ThreadA extends Thread {

private Object lock;

public ThreadA(Object lock) {
 super();
 this.lock = lock;
}

@Override
public void run() {
 try {
  synchronized (lock) {
   if (MyList.size() != 5) {
    System.out.println("wait begin "
      + System.currentTimeMillis());
    lock.wait();
    System.out.println("wait end "
      + System.currentTimeMillis());
   }
  }
 } catch (InterruptedException e) {
  e.printStackTrace();
 }
}
}

public class ThreadB extends Thread {
private Object lock;

public ThreadB(Object lock) {
 super();
 this.lock = lock;
}

@Override
public void run() {
 try {
  synchronized (lock) {
   for (int i = 0; i < 10; i++) {
    MyList.add();
    if (MyList.size() == 5) {
     lock.notify();
     System.out.println("已经发出了通知");
    }
    System.out.println("添加了" + (i + 1) + "个元素!");
    Thread.sleep(1000);
   }
  }
 } catch (InterruptedException e) {
  e.printStackTrace();
 }
}
}

public class Run {

public static void main(String[] args) {

try {
  Object lock = new Object();

ThreadA a = new ThreadA(lock);
  a.start();

Thread.sleep(50);

ThreadB b = new ThreadB(lock);
  b.start();
 } catch (InterruptedException e) {
  e.printStackTrace();
 }
}
}

线程A要等待某个条件满足时(list.size()==5)，才执行操作。线程B则向list中添加元素，改变list 的size。

A,B之间如何通信的呢？也就是说，线程A如何知道 list.size() 已经为5了呢？

这里用到了Object类的 wait() 和 notify() 方法。

当条件未满足时(list.size() !=5)，线程A调用wait() 放弃CPU，并进入阻塞状态。---不像②while轮询那样占用CPU

当条件满足时，线程B调用 notify()通知 线程A，所谓通知线程A，就是唤醒线程A，并让它进入可运行状态。

这种方式的一个好处就是CPU的利用率提高了。

但是也有一些缺点：比如，线程B先执行，一下子添加了5个元素并调用了notify()发送了通知，而此时线程A还执行；当线程A执行并调用wait()时，那它永远就不可能被唤醒了。因为，线程B已经发了通知了，以后不再发通知了。这说明：通知过早，会打乱程序的执行逻辑。