Java线程间通信

概述

在Java中，线程是独立运行的执行单元。当多个线程需要共享数据或者需要协调执行时，就需要进行线程间的通信。Java提供了多种线程间通信的机制，如使用共享变量、使用wait()和notify()方法等。本文将介绍如何在Java中实现线程间的通信。

流程

下面是实现线程间通信的一般流程：

flowchart TD
    A[创建共享对象] --> B[创建生产者线程]
    B --> C[创建消费者线程]
    C --> D[生产者线程向共享对象写入数据]
    D --> E[消费者线程从共享对象中读取数据]

共享对象的创建

首先，我们需要创建一个共享对象，该对象用于在生产者线程和消费者线程之间进行数据的传递。在Java中，我们可以使用一个类作为共享对象，该类中包含需要共享的变量和对该变量进行操作的方法。

下面是一个示例的共享对象类：

public class SharedObject {
    private int data;
    private boolean isProduced;

    public synchronized void produceData(int value) {
        while (isProduced) {
            try {
                wait(); // 当前线程等待，直到消费者线程消费数据
            } catch (InterruptedException e) {
                e.printStackTrace();
            }
        }

        data = value;
        isProduced = true;
        notifyAll(); // 唤醒所有等待的线程，通知消费者线程可以开始消费数据
    }

    public synchronized int consumeData() {
        while (!isProduced) {
            try {
                wait(); // 当前线程等待，直到生产者线程生产数据
            } catch (InterruptedException e) {
                e.printStackTrace();
            }
        }

        isProduced = false;
        notifyAll(); // 唤醒所有等待的线程，通知生产者线程可以继续生产数据
        return data;
    }
}

在上述共享对象类中，我们使用了synchronized关键字来实现线程间的同步。produceData()方法用于生产数据，consumeData()方法用于消费数据。在生产者线程调用produceData()方法时，如果数据已经被生产，则线程进入等待状态；在消费者线程调用consumeData()方法时，如果数据还未被生产，则线程进入等待状态。

创建生产者线程

接下来，我们需要创建一个生产者线程，该线程负责向共享对象中写入数据。

下面是一个示例的生产者线程类：

public class ProducerThread extends Thread {
    private SharedObject sharedObject;

    public ProducerThread(SharedObject sharedObject) {
        this.sharedObject = sharedObject;
    }

    @Override
    public void run() {
        for (int i = 0; i < 10; i++) {
            sharedObject.produceData(i);
        }
    }
}

在上述生产者线程类中，我们在run()方法中使用了一个循环来模拟多次生产数据。每次循环中，我们调用共享对象的produceData()方法来写入数据。

创建消费者线程

然后，我们需要创建一个消费者线程，该线程负责从共享对象中读取数据。

下面是一个示例的消费者线程类：

public class ConsumerThread extends Thread {
    private SharedObject sharedObject;

    public ConsumerThread(SharedObject sharedObject) {
        this.sharedObject = sharedObject;
    }

    @Override
    public void run() {
        for (int i = 0; i < 10; i++) {
            int data = sharedObject.consumeData();
            System.out.println("Consumed: " + data);
        }
    }
}

在上述消费者线程类中，我们在run()方法中使用了一个循环来模拟多次消费数据。每次循环中，我们调用共享对象的consumeData()方法来读取数据，并将读取到的数据打印出来。

启动线程

最后，我们需要在主线程中创建共享对象，并启动生产者线程和消费者线程。

下面是一个示例的主线程类：

public class MainThread {
    public static void main