Java中的线程间通信

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mob604756f99da6 2020-07-12 09:39:00

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Java 多线程什么是Polling 以及它有什么问题？重复测试条件直到它变为真的过程称为轮询Polling 。轮询通常在循环的帮助下实现，以检查特定条件是否为真。如果是，则采取某些行动。这浪费了许多CPU周期并使实现效率低下。例如，在一个经典的排队问题中，一个线程正在生成数据而另一个正在使用它。Java多线程如何解决这个问题？为了避免轮询，Java使用三种方法，即wait（），notify（）和notifyAll（）。 所有这些方法都属于对象类，因此所有类都有它们。它们必须仅在同步块中使用。

wait（） -它告诉调用线程放弃锁定并进入休眠状态，直到某个其他线程进入同一个监视器并调用notify（）。
notify（） -它唤醒一个在同一个对象上调用wait（）的线程。应该注意的是，调用notify（）实际上并没有放弃对资源的锁定。
notifyAll（） -它唤醒在同一个对象上调用wait（）的所有线程。

一个简单的Java程序来演示这三种方法 -
请注意，这个程序可能只在离线IDE中运行，因为它包含在几个点上输入。
// Java program to demonstrate inter-thread communication // (wait(), join() and notify()) in Java import java.util.Scanner; public class threadexample { public static void main(String[] args) throws InterruptedException { final PC pc = new PC(); // Create a thread object that calls pc.produce() Thread t1 = new Thread(new Runnable() { @Override public void run() { try { pc.produce(); } catch(InterruptedException e) { e.printStackTrace(); } } }); // Create another thread object that calls // pc.consume() Thread t2 = new Thread(new Runnable() { @Override public void run() { try { pc.consume(); } catch(InterruptedException e) { e.printStackTrace(); } } }); // Start both threads t1.start(); t2.start(); // t1 finishes before t2 t1.join(); t2.join(); } // PC (Produce Consumer) class with produce() and // consume() methods. public static class PC { // Prints a string and waits for consume() public void produce()throws InterruptedException { // synchronized block ensures only one thread // running at a time. synchronized(this) { System.out.println("producer thread running"); // releases the lock on shared resource wait(); // and waits till some other method invokes notify(). System.out.println("Resumed"); } } // Sleeps for some time and waits for a key press. After key // is pressed, it notifies produce(). public void consume()throws InterruptedException { // this makes the produce thread to run first. Thread.sleep(1000); Scanner s = new Scanner(System.in); // synchronized block ensures only one thread // running at a time. synchronized(this) { System.out.println("Waiting for return key."); s.nextLine(); System.out.println("Return key pressed"); // notifies the produce thread that it // can wake up. notify(); // Sleep Thread.sleep(2000); } } } }
输出：
producer thread runningWaiting for return key. Return key pressed Resumed
虽然看起来很怪异，但如果你经历两次它真的是小菜一碟。

在主类中创建一个新的PC对象。
它使用两个不同的线程即t1和t2运行生成和使用PC对象的方法，并等待这些线程完成。

让我们了解我们的产品和消费方法是如何工作的。

首先，使用synchronized块可确保一次只运行一个线程。此外，由于在消耗循环开始时存在一个sleep方法，因此生成线程获得kickstart。
在produce方法中调用wait时，它会做两件事。首先，它释放它在PC对象上的锁定。其次，它使生成线程进入等待状态，直到所有其他线程终止，也就是说它可以再次获取PC对象的锁定，并且其他一些方法通过在同一对象上调用notify或notifyAll来唤醒它。
因此我们看到，一旦调用wait，控件就转移到使用线程并打印 - “等待返回键”。
按下返回键后，consume方法调用notify（）。它还做了两件事 - 首先，与wait（）不同，它不会释放对共享资源的锁定，因此为了获得所需的结果，建议仅在方法结束时使用notify。其次，它通知等待的线程现在它们可以唤醒，但只有在当前方法终止后才能唤醒。
正如您可能已经观察到的那样，即使在通知之后，控件也不会立即转移到生产线程。原因是我们在notify（）之后调用了Thread.sleep（）。正如我们已经知道消费线程在PC对象上持有一个锁，另一个线程在释放锁之前无法访问它。因此，只有在消费线程完成其休眠时间并且此后自行终止之后，产生线程才能收回控制。
暂停2秒后，程序终止完成。

如果您仍然对我们在使用消费线程中使用notify的原因感到困惑，请尝试删除它并再次运行程序。正如您现在必须注意到的，该程序永远不会终止。

原因很简单 - 当您在生产线程上调用wait时，它继续等待并且从未终止。由于程序运行直到其所有线程都已终止，因此它会一直运行。

这个问题还有第二种方法。您可以使用wait（）的第二个变体。