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本文研究的主要是Java并發之傳統線程同步通信技術的相關代碼示例,具體介紹如下。
先看一個問題:
有兩個線程,子線程先執行10次,然后主線程執行5次,然后再切換到子線程執行10,再主線程執行5次……如此往返執行50次。
看完這個問題,很明顯要用到線程間的通信了, 先分析一下思路:首先肯定要有兩個線程,然后每個線程中肯定有個50次的循環,因為每個線程都要往返執行任務50次,主線程的任務是執行5次,子線程的任務是執行10次。線程間通信技術主要用到wait()
方法和notify()
方法。wait()方法會導致當前線程等待,并釋放所持有的鎖,notify()
方法表示喚醒在此對象監視器上等待的單個線程。下面來一步步完成這道線程間通信問題。
首先不考慮主線程和子線程之間的通信,先把各個線程所要執行的任務寫好:
public class TraditionalThreadCommunication { public static void main(String[] args) { //開啟一個子線程 new Thread(new Runnable() { @Override public void run() { for (int i = 1; i <= 50; i ++) { synchronized (TraditionalThreadCommunication.class) { //子線程任務:執行10次 for (int j = 1;j <= 10; j ++) { System.out.println("sub thread sequence of " + j + ", loop of " + i); } } } } } ).start(); //main方法即主線程 for (int i = 1; i <= 50; i ++) { synchronized (TraditionalThreadCommunication.class) { //主線程任務:執行5次 for (int j = 1;j <= 5; j ++) { System.out.println("main thread sequence of " + j + ", loop of " + i); } } } } }
如上,兩個線程各有50次大循環,執行50次任務,子線程的任務是執行10次,主線程的任務是執行5次。為了保證兩個線程間的同步問題,所以用了synchronized同步代碼塊,并使用了相同的鎖:類的字節碼對象。這樣可以保證線程安全。但是這種設計不太好,就像我在上一節的死鎖中寫的一樣,我們可以把線程任務放到一個類中,這種設計的模式更加結構化,而且把不同的線程任務放到同一個類中會很容易解決同步問題,因為在一個類中很容易使用同一把鎖。所以把上面的程序修改一下:
public class TraditionalThreadCommunication { public static void main(String[] args) { Business bussiness = new Business(); //new一個線程任務處理類 //開啟一個子線程 new Thread(new Runnable() { @Override public void run() { for (int i = 1; i <= 50; i ++) { bussiness.sub(i); } } } ).start(); //main方法即主線程 for (int i = 1; i <= 50; i ++) { bussiness.main(i); } } } //要用到的共同數據(包括同步鎖)或共同的若干個方法應該歸在同一個類身上,這種設計正好體現了高類聚和程序的健壯性。 class Business { public synchronized void sub(int i) { for (int j = 1;j <= 10; j ++) { System.out.println("sub thread sequence of " + j + ", loop of " + i); } } public synchronized void main(int i) { for (int j = 1;j <= 5; j ++) { System.out.println("main thread sequence of " + j + ", loop of " + i); } }
經過這樣修改后,程序結構更加清晰了,也更加健壯了,只要在兩個線程任務方法上加上synchronized關鍵字即可,用的都是this這把鎖。但是現在兩個線程之間還沒有通信,執行的結果是主線程循環執行任務50次,然后子線程再循環執行任務50次,原因很簡單,因為有synchronized同步。
下面繼續完善程序,讓兩個線程之間完成題目中所描述的那樣通信:
public class TraditionalThreadCommunication { public static void main(String[] args) { Business bussiness = new Business(); //new一個線程任務處理類 //開啟一個子線程 new Thread(new Runnable() { @Override public void run() { for (int i = 1; i <= 50; i ++) { bussiness.sub(i); } } } ).start(); //main方法即主線程 for (int i = 1; i <= 50; i ++) { bussiness.main(i); } } } //要用到共同數據(包括同步鎖)或共同的若干個方法應該歸在同一個類身上,這種設計正好體現了高雷劇和程序的健壯性。 class Business { private Boolean bShouldSub = true; public synchronized void sub(int i) { while(!bShouldSub) { //如果不輪到自己執行,就睡 try { this.wait(); //調用wait()方法的對象必須和synchronized鎖對象一致,這里synchronized在方法上,所以用this } catch (InterruptedException e) { // TODO Auto-generated catch block e.printStackTrace(); } } for (int j = 1;j <= 10; j ++) { System.out.println("sub thread sequence of " + j + ", loop of " + i); } bShouldSub = false; //改變標記 this.notify(); //喚醒正在等待的主線程 } public synchronized void main(int i) { while(bShouldSub) { //如果不輪到自己執行,就睡 try { this.wait(); } catch (InterruptedException e) { // TODO Auto-generated catch block e.printStackTrace(); } } for (int j = 1;j <= 5; j ++) { System.out.println("main thread sequence of " + j + ", loop of " + i); } bShouldSub = true; //改變標記 this.notify(); //喚醒正在等待的子線程 } }
首先,先不說具體的程序實現,就從結構上來看,已經體會到了這種設計的好處了:主函數里不用修改任何東西,關于線程間同步和線程間通信的邏輯全都在Business類中,主函數中的不同線程只需要調用放在該類中對應的任務即可。體現了高類聚的好處。
再看一下具體的代碼,首先定義一個boolean型變量來標識哪個線程該執行,當不是子線程執行的時候,它就睡,那么很自然主線程就執行了,執行完了,修改了bShouldSub并喚醒了子線程,子線程這時候再判斷一下while不滿足了,就不睡了,就執行子線程任務,同樣地,剛剛主線程修改了bShouldSub后,第二次循環來執行主線程任務的時候,判斷while滿足就睡了,等待子線程來喚醒。這樣邏輯就很清楚了,主線程和子線程你一下我一下輪流執行各自的任務,這種節奏共循環50次。
另外有個小小的說明:這里其實用if來判斷也是可以的,但是為什么要用while呢?因為有時候線程會假醒(就好像人的夢游,明明正在睡,結果站起來了),如果用的是if的話,那么它假醒了后,就不會再返回去判斷if了,那它就很自然的往下執行任務,好了,另一個線程正在執行呢,啪嘰一下就與另一個線程之間相互影響了。但是如果是while的話就不一樣了,就算線程假醒了,它還會判斷一下while的,但是此時另一個線程在執行啊,bShouldSub并沒有被修改,所以還是進到while里了,又被睡了~所以很安全,不會影響另一個線程!官方JDK文檔中也是這么干的。
線程間通信就總結到這吧~
以上就是本文關于Java并發之傳統線程同步通信技術代碼詳解的全部內容,希望對大家有所幫助。感興趣的朋友可以繼續參閱本站其他相關專題,如有不足之處,歡迎留言指出。感謝朋友們對本站的支持!
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