Java并發(fā)之傳統(tǒng)線程同步通信技術(shù)代碼詳解
本文研究的主要是Java并發(fā)之傳統(tǒng)線程同步通信技術(shù)的相關(guān)代碼示例,具體介紹如下。
先看一個(gè)問(wèn)題:
有兩個(gè)線程,子線程先執(zhí)行10次,然后主線程執(zhí)行5次,然后再切換到子線程執(zhí)行10,再主線程執(zhí)行5次……如此往返執(zhí)行50次。
看完這個(gè)問(wèn)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(gè)線程,然后每個(gè)線程中肯定有個(gè)50次的循環(huán),因?yàn)槊總€(gè)線程都要往返執(zhí)行任務(wù)50次,主線程的任務(wù)是執(zhí)行5次,子線程的任務(wù)是執(zhí)行10次。線程間通信技術(shù)主要用到wait()
方法和notify()
方法。wait()方法會(huì)導(dǎo)致當(dāng)前線程等待,并釋放所持有的鎖,notify()
方法表示喚醒在此對(duì)象監(jiān)視器上等待的單個(gè)線程。下面來(lái)一步步完成這道線程間通信問(wèn)題。
首先不考慮主線程和子線程之間的通信,先把各個(gè)線程所要執(zhí)行的任務(wù)寫(xiě)好:
public class TraditionalThreadCommunication { public static void main(String[] args) { //開(kāi)啟一個(gè)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(wù):執(zhí)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(wù):執(zhí)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(gè)線程各有50次大循環(huán),執(zhí)行50次任務(wù),子線程的任務(wù)是執(zhí)行10次,主線程的任務(wù)是執(zhí)行5次。為了保證兩個(gè)線程間的同步問(wèn)題,所以用了synchronized同步代碼塊,并使用了相同的鎖:類(lèi)的字節(jié)碼對(duì)象。這樣可以保證線程安全。但是這種設(shè)計(jì)不太好,就像我在上一節(jié)的死鎖中寫(xiě)的一樣,我們可以把線程任務(wù)放到一個(gè)類(lèi)中,這種設(shè)計(jì)的模式更加結(jié)構(gòu)化,而且把不同的線程任務(wù)放到同一個(gè)類(lèi)中會(huì)很容易解決同步問(wèn)題,因?yàn)樵谝粋€(gè)類(lèi)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(gè)線程任務(wù)處理類(lèi) //開(kāi)啟一個(gè)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(shù)據(jù)(包括同步鎖)或共同的若干個(gè)方法應(yīng)該歸在同一個(gè)類(lèi)身上,這種設(shè)計(jì)正好體現(xiàn)了高類(lèi)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(jīng)過(guò)這樣修改后,程序結(jié)構(gòu)更加清晰了,也更加健壯了,只要在兩個(gè)線程任務(wù)方法上加上synchronized關(guān)鍵字即可,用的都是this這把鎖。但是現(xiàn)在兩個(gè)線程之間還沒(méi)有通信,執(zhí)行的結(jié)果是主線程循環(huán)執(zhí)行任務(wù)50次,然后子線程再循環(huán)執(zhí)行任務(wù)50次,原因很簡(jiǎn)單,因?yàn)橛衧ynchronized同步。
下面繼續(xù)完善程序,讓兩個(gè)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(gè)線程任務(wù)處理類(lèi) //開(kāi)啟一個(gè)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(shù)據(jù)(包括同步鎖)或共同的若干個(gè)方法應(yīng)該歸在同一個(gè)類(lèi)身上,這種設(shè)計(jì)正好體現(xiàn)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(zhí)行,就睡 try { this.wait(); //調(diào)用wait()方法的對(duì)象必須和synchronized鎖對(duì)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(biāo)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(zhí)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(biāo)記 this.notify(); //喚醒正在等待的子線程 } }
首先,先不說(shuō)具體的程序?qū)崿F(xiàn),就從結(jié)構(gòu)上來(lái)看,已經(jīng)體會(huì)到了這種設(shè)計(jì)的好處了:主函數(shù)里不用修改任何東西,關(guān)于線程間同步和線程間通信的邏輯全都在Business類(lèi)中,主函數(shù)中的不同線程只需要調(diào)用放在該類(lèi)中對(duì)應(yīng)的任務(wù)即可。體現(xiàn)了高類(lèi)聚的好處。
再看一下具體的代碼,首先定義一個(gè)boolean型變量來(lái)標(biāo)識(shí)哪個(gè)線程該執(zhí)行,當(dāng)不是子線程執(zhí)行的時(shí)候,它就睡,那么很自然主線程就執(zhí)行了,執(zhí)行完了,修改了bShouldSub并喚醒了子線程,子線程這時(shí)候再判斷一下while不滿足了,就不睡了,就執(zhí)行子線程任務(wù),同樣地,剛剛主線程修改了bShouldSub后,第二次循環(huán)來(lái)執(zhí)行主線程任務(wù)的時(shí)候,判斷while滿足就睡了,等待子線程來(lái)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(zhí)行各自的任務(wù),這種節(jié)奏共循環(huán)50次。
另外有個(gè)小小的說(shuō)明:這里其實(shí)用if來(lái)判斷也是可以的,但是為什么要用while呢?因?yàn)橛袝r(shí)候線程會(huì)假醒(就好像人的夢(mèng)游,明明正在睡,結(jié)果站起來(lái)了),如果用的是if的話,那么它假醒了后,就不會(huì)再返回去判斷if了,那它就很自然的往下執(zhí)行任務(wù),好了,另一個(gè)線程正在執(zhí)行呢,啪嘰一下就與另一個(gè)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(huì)判斷一下while的,但是此時(shí)另一個(gè)線程在執(zhí)行啊,bShouldSub并沒(méi)有被修改,所以還是進(jìn)到while里了,又被睡了~所以很安全,不會(huì)影響另一個(gè)線程!官方JDK文檔中也是這么干的。
線程間通信就總結(jié)到這吧~
總結(jié)
以上就是本文關(guān)于Java并發(fā)之傳統(tǒng)線程同步通信技術(shù)代碼詳解的全部?jī)?nèi)容,希望對(duì)大家有所幫助。感興趣的朋友可以繼續(xù)參閱本站其他相關(guān)專(zhuān)題,如有不足之處,歡迎留言指出。感謝朋友們對(duì)本站的支持!
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