線程間通信：由于多線程共享地址空間和數(shù)據(jù)空間，所以多個(gè)線程間的通信是一個(gè)線程的數(shù)據(jù)可以直接提供給其他線程使用，而不必通過(guò)操作系統(tǒng)（也就是內(nèi)核的調(diào)度）。

進(jìn)程間的通信則不同，它的數(shù)據(jù)空間的獨(dú)立性決定了它的通信相對(duì)比較復(fù)雜，需要通過(guò)操作系統(tǒng)。以前進(jìn)程間的通信只能是單機(jī)版的，現(xiàn)在操作系統(tǒng)都繼承了基于套接字（socket）的進(jìn)程間的通信機(jī)制。這樣進(jìn)程間的通信就不局限于單臺(tái)計(jì)算機(jī)了，實(shí)現(xiàn)了網(wǎng)絡(luò)通信。線程通信主要分為以下幾個(gè)部分，下面通過(guò)生活中圖書(shū)館借書(shū)的例子簡(jiǎn)單講解以下：

通過(guò)共享對(duì)象通信

加入圖書(shū)館只有一本《java并發(fā)編程實(shí)戰(zhàn)》，小A早上的時(shí)候把這本書(shū)給借走了，然后下午小B去圖書(shū)館去找這本書(shū)，這時(shí)候小A和小B是兩個(gè)線程，《java并發(fā)編程實(shí)戰(zhàn)》就是共享對(duì)象（類似于多線程中的全局變量的資源），小B發(fā)現(xiàn)這本書(shū)已經(jīng)被借走了，所以就回去等了幾天，幾天后，小B又去圖書(shū)館發(fā)現(xiàn)這本書(shū)被還回來(lái)了，就把書(shū)借走了，這就是通過(guò)共享對(duì)象進(jìn)行通信。

忙等待

由于快要BAT實(shí)習(xí)生招聘了，所以小B非常想看這本書(shū)，所以小B就每隔一個(gè)小時(shí)(while循環(huán))就去看看這本書(shū)有沒(méi)有被還回來(lái)了，這樣雖然比較耗費(fèi)處理器資源，但是只要書(shū)一旦被還回來(lái)，小B就可以馬上知道。

wait() notify() notifyAll()

由于圖書(shū)館隔著宿舍比較近，所以小B發(fā)現(xiàn)每隔一個(gè)小時(shí)就去圖書(shū)館身體有點(diǎn)吃不消，不過(guò)很快，學(xué)校的圖書(shū)館系統(tǒng)增加了短信提醒功能(notify())，所以小B可以一邊睡覺(jué)一邊等短信。

丟失的信號(hào)

圖書(shū)館系統(tǒng)是這么設(shè)計(jì)的，當(dāng)有一本書(shū)被還回來(lái)的時(shí)候，就會(huì)給等待者發(fā)短信，但是短信只能發(fā)送一次，如果沒(méi)有等待者，短信也會(huì)發(fā)出（只不過(guò)這個(gè)時(shí)候沒(méi)有沒(méi)有接受者），問(wèn)題出現(xiàn)了，因?yàn)槎绦胖粫?huì)發(fā)一次，當(dāng)書(shū)被還回來(lái)的時(shí)候，沒(méi)有人等待借書(shū)，他會(huì)發(fā)一條空短信，但是之后有等待借此本書(shū)的同學(xué)永遠(yuǎn)也不會(huì)再收到短信，導(dǎo)致這些同學(xué)會(huì)無(wú)休止的等待。為了解決這個(gè)問(wèn)題，我們要進(jìn)入等待狀態(tài)的時(shí)候先打電話問(wèn)問(wèn)圖書(shū)館阿姨是否需要繼續(xù)等待。

假喚醒

圖書(shū)館系統(tǒng)有一個(gè)bug，會(huì)是不是給用戶發(fā)送錯(cuò)誤短信，我們很聽(tīng)話，收到短信就會(huì)去圖書(shū)館借書(shū)，但是到達(dá)圖書(shū)館后發(fā)現(xiàn)書(shū)根本就沒(méi)有被還回來(lái)，然后接著做其他的事情。

線程間的通信方式

#鎖機(jī)制：包括互斥鎖、條件變量、讀寫(xiě)鎖

*互斥鎖提供了以排他方式防止數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)被并發(fā)修改的方法。

*讀寫(xiě)鎖允許多個(gè)線程同時(shí)讀共享數(shù)據(jù)，而對(duì)寫(xiě)操作是互斥的。

*條件變量可以以原子的方式阻塞進(jìn)程，直到某個(gè)特定條件為真為止。對(duì)條件的測(cè)試是在互斥鎖的保護(hù)下進(jìn)行的。條件變量始終與互斥鎖一起使用。

#信號(hào)量機(jī)制(Semaphore)：包括無(wú)名線程信號(hào)量和命名線程信號(hào)量

#信號(hào)機(jī)制(Signal)：類似進(jìn)程間的信號(hào)處理

線程間的通信目的主要是用于線程同步，所以線程沒(méi)有像進(jìn)程通信中的用于數(shù)據(jù)交換的通信機(jī)制。

我覺(jué)得我對(duì)線程通信的理解還是不夠徹底，下面分享幾段代碼，幫助理解：

①同步

這里講的同步是指多個(gè)線程通過(guò)synchronized關(guān)鍵字這種方式來(lái)實(shí)現(xiàn)線程間的通信。

參考示例：

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;
	//省略構(gòu)造方法
	@Override
	 public void run() {
		super.run();
		object.methodA();
	}
}
public class ThreadB extends Thread {
	private MyObject object;
	//省略構(gòu)造方法
	@Override
	 public void run() {
		super.run();
		object.methodB();
	}
}
public class Run {
	public static void main(String[] args) {
		MyObject object = new MyObject();
		//線程A與線程B 持有的是同一個(gè)對(duì)象:object
		ThreadA a = new ThreadA(object);
		ThreadB b = new ThreadB(object);
		a.start();
		b.start();
	}
}

由于線程A和線程B持有同一個(gè)MyObject類的對(duì)象object，盡管這兩個(gè)線程需要調(diào)用不同的方法，但是它們是同步執(zhí)行的，比如：線程B需要等待線程A執(zhí)行完了methodA()方法之后，它才能執(zhí)行methodB()方法。這樣，線程A和線程B就實(shí)現(xiàn)了通信。

這種方式，本質(zhì)上就是“共享內(nèi)存”式的通信。多個(gè)線程需要訪問(wèn)同一個(gè)共享變量，誰(shuí)拿到了鎖（獲得了訪問(wèn)權(quán)限），誰(shuí)就可以執(zhí)行。

②while輪詢的方式

代碼如下：

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) + "個(gè)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, 線程b準(zhǔn)備退出了");
					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();
	}
}

在這種方式下，線程A不斷地改變條件，線程ThreadB不停地通過(guò)while語(yǔ)句檢測(cè)這個(gè)條件(list.size()==5)是否成立 ，從而實(shí)現(xiàn)了線程間的通信。但是這種方式會(huì)浪費(fèi)CPU資源。之所以說(shuō)它浪費(fèi)資源，是因?yàn)镴VM調(diào)度器將CPU交給線程B執(zhí)行時(shí)，它沒(méi)做啥“有用”的工作，只是在不斷地測(cè)試 某個(gè)條件是否成立。就類似于現(xiàn)實(shí)生活中，某個(gè)人一直看著手機(jī)屏幕是否有電話來(lái)了，而不是： 在干別的事情，當(dāng)有電話來(lái)時(shí)，響鈴?fù)ㄖ猅A電話來(lái)了。關(guān)于線程的輪詢的影響

③wait/notify機(jī)制

代碼如下：

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("已經(jīng)發(fā)出了通知");
					}
					System.out.println("添加了" + (i + 1) + "個(gè)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();
		}
	}
}

線程A要等待某個(gè)條件滿足時(shí)(list.size()==5)，才執(zhí)行操作。線程B則向list中添加元素，改變list的size。

A,B之間如何通信的呢？也就是說(shuō)，線程A如何知道list.size()已經(jīng)為5了呢？

這里用到了Object類的wait()和notify()方法。

當(dāng)條件未滿足時(shí)(list.size()!=5)，線程A調(diào)用wait()放棄CPU，并進(jìn)入阻塞狀態(tài)。---不像②while輪詢那樣占用CPU

當(dāng)條件滿足時(shí)，線程B調(diào)用notify()通知線程A，所謂通知線程A，就是喚醒線程A，并讓它進(jìn)入可運(yùn)行狀態(tài)。

這種方式的一個(gè)好處就是CPU的利用率提高了。

但是也有一些缺點(diǎn)：比如，線程B先執(zhí)行，一下子添加了5個(gè)元素并調(diào)用了notify()發(fā)送了通知，而此時(shí)線程A還執(zhí)行；當(dāng)線程A執(zhí)行并調(diào)用wait()時(shí)，那它永遠(yuǎn)就不可能被喚醒了。因?yàn)?，線程B已經(jīng)發(fā)了通知了，以后不再發(fā)通知了。這說(shuō)明：通知過(guò)早，會(huì)打亂程序的執(zhí)行邏輯。

④管道通信就是使用java.io.PipedInputStream和java.io.PipedOutputStream進(jìn)行通信

具體就不介紹了。分布式系統(tǒng)中說(shuō)的兩種通信機(jī)制：共享內(nèi)存機(jī)制和消息通信機(jī)制。感覺(jué)前面的①中的synchronized關(guān)鍵字和②中的while輪詢“屬于”共享內(nèi)存機(jī)制，由于是輪詢的條件使用了volatile關(guān)鍵字修飾時(shí)，這就表示它們通過(guò)判斷這個(gè)“共享的條件變量“是否改變了，來(lái)實(shí)現(xiàn)進(jìn)程間的交流。

而管道通信，更像消息傳遞機(jī)制，也就是說(shuō)：通過(guò)管道，將一個(gè)線程中的消息發(fā)送給另一個(gè)。

總結(jié)

以上就是本文關(guān)于java線程間通信的通俗解釋的全部?jī)?nèi)容，希望對(duì)大家有所幫助。感興趣的朋友可以繼續(xù)參閱本站：

Java線程同步Lock同步鎖代碼示例

Java創(chuàng)建與結(jié)束線程代碼示例

Java編程中實(shí)現(xiàn)Condition控制線程通信

如有不足之處，歡迎留言指出。

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