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深入探究一下Java中不同的線程間數(shù)據(jù)通信方式

更新時(shí)間：2023年04月18日 16:03:30 作者：玄明Hanko

這篇文章主要來(lái)和大家一起深入探究一下Java中不同的線程間數(shù)據(jù)通信方式，文中的示例代碼講解詳細(xì)，具有一定的借鑒價(jià)值，需要的可以參考一下

1、多線程如何共享數(shù)據(jù)

多線程數(shù)據(jù)共享可以分為以下2種情況，線程實(shí)現(xiàn)代碼相同及線程實(shí)現(xiàn)代碼不同。

線程實(shí)現(xiàn)代碼相同

即runnable中的代碼一致，這樣可以直接在實(shí)現(xiàn)中定義成員變量直接共享

public class SharedSameRunnableDemo {
    public static void main(String[] args) {
        Runnable runnable = new MySameRunnable();
        Thread thread1 = new Thread(runnable);
        Thread thread2 = new Thread(runnable);
        thread1.start();
        thread2.start();
    }

    private static class MySameRunnable implements Runnable {
        private int sharedData = 0;

        @Override
        public synchronized void run() {
            for (int i = 0; i < 5; i++) {
                sharedData++;
                System.out.println("Thread: " + Thread.currentThread().getName() + ",
                                   sharedData: " + sharedData);
            }
        }
    }
}

在上面的示例中，我們定義了一個(gè)名為 MySameRunnable 的內(nèi)部類它的共享變量是sharedData，它實(shí)現(xiàn)了Runnable 接口，并重寫了 run() 方法。在 run() 方法中，我們使用了 synchronized 關(guān)鍵字來(lái)保證線程安全。然后在main() 方法中，我們創(chuàng)建了一個(gè) MySameRunnable 實(shí)例 runnable，并將其傳入兩個(gè)不同的線程對(duì)象中。最后啟動(dòng)這兩個(gè)線程。由于這兩個(gè)線程共享同一個(gè) MySameRunnable 實(shí)例，因此它們執(zhí)行的代碼是相同的，并且可以訪問(wèn)和修改sharedData 變量。通過(guò)這種方式，就可以實(shí)現(xiàn)多個(gè)線程共享數(shù)據(jù)，并確保線程安全。

線程實(shí)現(xiàn)代碼不相同

即runnable中的代碼不一致，MyRunnable1 MyRunnable2，利用一個(gè)對(duì)象SharedData，把runnable中的方法封裝到這個(gè)對(duì)象中去，數(shù)據(jù)也在這個(gè)對(duì)象中。如果多個(gè)線程實(shí)現(xiàn)的代碼不同，并且需要共享變量，可以使用一個(gè)單獨(dú)的類來(lái)存儲(chǔ)這些共享變量，并將它傳遞給所有的 Runnable 實(shí)例。以下是一個(gè)簡(jiǎn)單的示例代碼：

public class SharedDifferentRauuableDemo {
    public static void main(String[] args) {
        SharedData sharedData = new SharedData();
        Thread thread1 = new Thread(new MyRunnable1(sharedData));
        Thread thread2 = new Thread(new MyRunnable2(sharedData));
        thread1.start();
        thread2.start();
    }

    private static class SharedData {
        private int data = 0;

        public synchronized void increment() {
            data++;
            System.out.println("IncrementThread: " + data);
        }

        public synchronized void decrement() {
            data--;
            System.out.println("DecrementThread: " + data);
        }
    }

    private static class MyRunnable1 implements Runnable {
        private SharedData sharedData;

        public MyRunnable1(SharedData sharedData) {
            this.sharedData = sharedData;
        }

        @Override
        public void run() {
            for (int i = 0; i < 5; i++) {
                sharedData.increment();
                try {
                    Thread.sleep(100);
                } catch (InterruptedException e) {
                    e.printStackTrace();
                }
            }
        }
    }

    private static class MyRunnable2 implements Runnable {
        private SharedData sharedData;
        public MyRunnable2(SharedData sharedData) {
            this.sharedData = sharedData;
        }
        @Override
        public void run() {
            for (int i = 0; i < 5; i++) {
                sharedData.decrement();
                try {
                    Thread.sleep(100);
                } catch (InterruptedException e) {
                    e.printStackTrace();
                }
            }
        }
    }
}

在上面的示例中，我們定義了一個(gè) SharedData 類來(lái)存儲(chǔ)共享變量 data。這個(gè)類包含兩個(gè)同步方法 increment() 和 decrement()，用于增加和減少 data 的值，并輸出當(dāng)前的值。然后我們創(chuàng)建了兩個(gè) MyRunnable1 和 MyRunnable2 實(shí)例，它們分別傳遞了相同的 SharedData 對(duì)象。在 run() 方法中，它們調(diào)用 SharedData 對(duì)象的 increment() 和 decrement() 方法來(lái)進(jìn)行數(shù)據(jù)修改，并使用 Thread.sleep() 方法讓線程休眠一段時(shí)間。

通過(guò)這種方式，就可以實(shí)現(xiàn)多個(gè)線程共享數(shù)據(jù)，并確保線程安全。

2、子線程如何繼承父線程數(shù)據(jù)

通過(guò) InteritableThreadLocal實(shí)現(xiàn)共享

public class InheritableThreadLocalDemo {

    private static final InheritableThreadLocal<String> inheritableThreadLocal 
    = new InheritableThreadLocal<>();

    public static void main(String[] args) {
        inheritableThreadLocal.set("Hello, World!");

        Thread parentThread = new Thread(() -> {
            System.out.println("Parent Thread: " + inheritableThreadLocal.get());

            inheritableThreadLocal.set("Hello from Parent Thread!");

            Thread childThread = new Thread(() -> {
                System.out.println("Child Thread: " + inheritableThreadLocal.get());
            });

            childThread.start();
            try {
                childThread.join();
            } catch (InterruptedException e) {
                e.printStackTrace();
            }

            System.out.println("Parent Thread: " + inheritableThreadLocal.get());
        });

        parentThread.start();
        try {
            parentThread.join();
        } catch (InterruptedException e) {
            e.printStackTrace();
        }

        System.out.println("Main Thread: " + inheritableThreadLocal.get());

        inheritableThreadLocal.remove();
    }
}

在上面的示例中，我們創(chuàng)建了一個(gè) InheritableThreadLocal 對(duì)象，并將其設(shè)置為“Hello, World!”。然后，我們創(chuàng)建了一個(gè)名為“parentThread”的線程，并在其中輸出 inheritableThreadLocal 的值。接下來(lái)，我們?cè)诟妇€程中將 inheritableThreadLocal 的值設(shè)置為“Hello from Parent Thread!”，并創(chuàng)建了一個(gè)名為“childThread”的線程，在其中輸出 inheritableThreadLocal 的值。

注意：由于 InheritableThreadLocal 是可繼承的，所以在子線程中也能夠獲取到父線程中設(shè)置的值。因此，當(dāng)我們?cè)谧泳€程中輸出 inheritableThreadLocal 的值時(shí)，我們將看到輸出“Hello from Parent Thread!”。

最后，我們分別在父線程、子線程和主線程中輸出 inheritableThreadLocal 的值。由于我們?cè)诿總€(gè)線程中都設(shè)置了 inheritableThreadLocal 的值，所以每個(gè)線程都將輸出不同的值。

請(qǐng)注意，在程序的結(jié)尾處，我們調(diào)用了 inheritableThreadLocal.remove() 方法來(lái)清除 InheritableThreadLocal 對(duì)象的值，并釋放相關(guān)的資源。這是一種良好的習(xí)慣，可以避免內(nèi)存泄漏和數(shù)據(jù)污染等問(wèn)題。

3、相關(guān)問(wèn)題

1.請(qǐng)簡(jiǎn)述Java中的多線程通信機(jī)制，并解釋一下為什么需要多線程通信？

答：Java中的多線程通信機(jī)制是通過(guò)使用管道和共享變量來(lái)實(shí)現(xiàn)的。管道可以用來(lái)實(shí)現(xiàn)多個(gè)線程之間的數(shù)據(jù)傳遞和同步，共享變量可以用來(lái)實(shí)現(xiàn)多個(gè)線程之間的數(shù)據(jù)共享和同步。

2.Java 中，在多個(gè)線程之間共享數(shù)據(jù)的方式主要有以下幾種：

1）共享變量：可以將需要共享的變量定義為靜態(tài)變量或公共變量，然后通過(guò)同步控制機(jī)制（例如 synchronized 關(guān)鍵字、Lock 接口等）保證多線程訪問(wèn)這些變量時(shí)的安全性。

2）ThreadLocal：通過(guò) ThreadLocal 類可以在每個(gè)線程中創(chuàng)建獨(dú)立的變量副本，從而避免了對(duì)共享變量的競(jìng)爭(zhēng)。

3）Callable 和 Future 接口：在子線程執(zhí)行任務(wù)后，可以通過(guò) Callable 和 Future 接口返回結(jié)果給主線程。主線程可以通過(guò) Future.get() 方法獲取子線程的執(zhí)行結(jié)果，從而完成數(shù)據(jù)共享。

4）BlockingQueue：可以使用 BlockingQueue 來(lái)實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)共享和通信，生產(chǎn)者線程向 BlockingQueue 中添加數(shù)據(jù)，消費(fèi)者線程從隊(duì)列中獲取數(shù)據(jù)。

5）CyclicBarrier 和 CountDownLatch：可以使用 CyclicBarrier 和 CountDownLatch 等同步工具來(lái)協(xié)調(diào)多個(gè)線程之間的操作，從而實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)共享。

到此這篇關(guān)于深入探究一下Java中不同的線程間數(shù)據(jù)通信方式的文章就介紹到這了,更多相關(guān)Java線程數(shù)據(jù)通信方式內(nèi)容請(qǐng)搜索腳本之家以前的文章或繼續(xù)瀏覽下面的相關(guān)文章希望大家以后多多支持腳本之家！

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