java多线程通讯方式，java多线程怎么通信

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在多线程编程中，为了使线程之间能够协作完成任务，需要使用线程通信。线程通信是指多个线程之间通过共享变量来交换信息，以便实现协作完成任务的过程。

线程通信一般分为两种方式：

1. 基于共享变量的方式

2. 基于消息传递的方式

基于共享变量的方式是指多个线程之间通过共享变量来交换信息的方式。在这种方式下，线程之间通过共享变量来实现通信，共享变量相当于一个桥梁，用于同步各个线程的执行顺序。

基于消息传递的方式是指多个线程之间通过发送和接收消息来交换信息的方式。在这种方式下，每个线程都有自己的消息队列，线程之间通过发送和接收消息的方式来实现通信。

二、线程通信的原理

线程之间的通信依赖于操作系统的支持，操作系统提供了各种系统调用和API以便实现线程之间的通信。在操作系统中，线程使用共享内存或者消息传递的方式进行通信。

在基于共享变量的方式下，多个线程访问同一块共享内存，并通过共享内存来交换信息，以便实现线程之间的协作。对于每个共享资源，需要对其进行加锁以避免同一时刻多个线程同时修改共享资源的问题。

在基于消息传递的方式下，每个线程有一个消息队列，线程之间通过发送和接收消息的方式进行通信。当一个线程需要给另一个线程发送消息时，它向目标线程的消息队列中添加一个消息。目标线程则从自己的消息队列中读取消息并作出相应的回应。

三、线程通信的实现方式

线程通信的实现方式有以下几种：

1. 互斥锁

互斥锁是一种保护共享资源的机制，用于协调不同线程对共享资源的访问。互斥锁可以保证同一时刻只有一个线程访问共享资源，从而避免了竞争条件的出现。

在使用互斥锁时，需要在对共享资源进行访问之前先对互斥锁进行加锁，访问完成之后再对互斥锁进行解锁。这样可以保证同一时刻只有一个线程访问共享资源。

2. 条件变量

条件变量用于协调线程之间的同步，是一种基于信号的机制。当线程需要等待某一个条件得到满足时，可以使用条件变量阻塞自己的执行，等待条件得到满足后再恢复自己的执行。

在使用条件变量时，需要先对共享资源进行加锁，然后对条件变量进行等待。当条件得到满足时，对条件变量进行唤醒，从而唤醒被阻塞的线程。

3. 信号量

信号量是一种用于协调线程之间同步的机制，它是一种计数器，用于记录当前共享资源的可用个数。当一个线程需要访问共享资源时，需要先进行一次减法操作，当计数器的值为0时就会进入阻塞状态，等待其他线程释放共享资源。

当其他线程释放共享资源时，就需要进行一次加法操作，将计数器的值加1，从而使得被阻塞的线程得以继续执行。

四、线程通信的案例

下面通过一个案例来说明线程通信的实现。

假设有一个仓库，有两个线程Producer和Consumer分别向仓库中添加和取出物品。仓库中的物品最多只能达到最大存放数，当仓库中物品数量达到最大存放数时，Producer线程需要等待，直到Consumer线程取出一个物品，使得仓库中的物品数量小于最大存放数时再往其中添加物品；当仓库中物品数量为0时，Consumer线程需要等待，直到Producer线程添加物品使得仓库中的物品数量不为0为止。

该案例可以使用互斥锁和条件变量来实现线程通信，具体实现如下：

```c++

#include

#include

#include

using namespace std;

const int MAX_ITEMS = 100; // 仓库中最大物品数量

pthread_mutex_t mutex = PTHREAD_MUTEX_INITIALIZER; // 初始化互斥锁

pthread_cond_t prod_cond = PTHREAD_COND_INITIALIZER; // 初始化条件变量（Producer线程等待）

pthread_cond_t cons_cond = PTHREAD_COND_INITIALIZER; // 初始化条件变量（Consumer线程等待）

queue item_queue; // 物品队列

void* producer(void* arg);

void* consumer(void* arg);

int main() {

pthread_t threads[2];

pthread_create(&threads[0], NULL, producer, NULL);

pthread_create(&threads[1], NULL, consumer, NULL);

pthread_join(threads[0], NULL);

pthread_join(threads[1], NULL);

return 0;

}

void* producer(void* arg) {

for (int i = 0; i < MAX_ITEMS; i++) {

pthread_mutex_lock(&mutex); // 加锁

while (item_queue.size() == MAX_ITEMS) {

// 当仓库中物品数量达到最大存放数时，Producer线程需要等待

pthread_cond_wait(&prod_cond, &mutex); // 等待Consumer线程通知

}

item_queue.push(i); // 往仓库中添加物品

pthread_cond_signal(&cons_cond); // 通知Consumer线程

pthread_mutex_unlock(&mutex); // 解锁

}

return NULL;

}

void* consumer(void* arg) {

for (int i = 0; i < MAX_ITEMS; i++) {

pthread_mutex_lock(&mutex); // 加锁

while (item_queue.empty()) {

// 当仓库中物品数量为0时，Consumer线程需要等待

pthread_cond_wait(&cons_cond, &mutex); // 等待Producer线程通知

}

int item = item_queue.front(); // 从仓库中取出物品

item_queue.pop();

pthread_cond_signal(&prod_cond); // 通知Producer线程

pthread_mutex_unlock(&mutex); // 解锁

cout << \"Consumer: \" << item << endl;

}

return NULL;

}

```

在上面的案例中，Producer线程向仓库中添加物品时需要先加锁，然后判断仓库中的物品数量是否达到最大存放数，如果是则等待Consumer线程通知，否则往仓库中添加物品。Consumer线程取出物品时也需要先加锁，然后判断仓库中的物品数量是否为0，如果是则等待Producer线程通知，否则从仓库中取出物品。

通过使用互斥锁和条件变量，就可以实现Producer和Consumer线程之间的通信，从而实现协作完成任务的过程。

1.概念介绍

Java多线程通信是指在Java多线程环境下，多个线程之间通过共享内存的方式相互合作完成某个任务的过程。在多线程应用中，需要不同的线程之间进行协作和通信，才能完成整个应用的功能。Java提供了几种通信机制，例如wait()、notify()、notifyAll()等，这些机制可以帮助线程在共享内存中进行协作，从而实现多线程之间的通信。

2.多线程通信的意义

多线程通信是Java多线程编程的核心之一，它可以提高程序的并发处理能力和运行效率。在具体应用中，多线程通信可以帮助不同的线程之间完成任务分工，从而让整个程序更高效、更迅速地完成某些任务。此外，多线程通信也可以使程序更加稳定和可靠，因为不同的线程在共享内存时，需要进行协调和合作，从而避免发生竞争和死锁等问题。

3.线程的通信方式

Java中提供了几种线程之间通信的机制，下面我们对这些机制逐一进行简要介绍：

3.1 wait()、notify()、notifyAll()

wait()、notify()、notifyAll()是Java中最基本的线程之间通信方法，它们可以用于协调多个线程之间的执行时间，避免出现过早或过晚执行的情况。wait()方法是指让当前线程进入等待状态，直到其他线程调用notify()或notifyAll()方法把它唤醒；notify()方法是指随机唤醒一个被wait()等待的线程；而notifyAll()方法是指唤醒所有等待的线程。

3.2 join()

join()方法是指让一个线程等待另一个线程执行完毕后再继续执行。在某些情况下，如果程序需要多个线程协作完成任务，可以使用join()方法来实现线程之间等待和通信。

3.3 sleep()

sleep()方法是Java中延迟线程执行的一种通用方式。它可以让一个线程暂停一段时间后再继续执行。在某些情况下，如果需要等待一段时间后再执行某个任务，就可以使用sleep()方法。

3.4 interruput()、isInterrupted()、interrupted()

interrupt()、isInterrupted()、interrupted()分别是线程中断的三个常用方法，它们可以强行终止等待的线程并抛出InterruptedException异常，从而实现线程之间的通讯和协作。

4.多线程通信的实现

了解了Java多线程通信的机制和方法后，接下来我们就可以通过一些实例来了解如何使用这些方法实现多线程通信了。

4.1使用wait()、notify()、notifyAll()

wait()、notify()、notifyAll()方法在Java中的使用方法比较广泛，我们可以通过它们实现线程之间的通讯和协作。下面是一个简单的例子：

public class ThreadA {

public static void main(String[] args) {

ThreadB b = new ThreadB();

b.start();

synchronized(b) {

try {

System.out.println(\"Waiting for b to complete...\");

b.wait();

} catch (InterruptedException e) {}

System.out.println(\"Total is: \" + b.total);

}

}

}

class ThreadB extends Thread {

int total;

public void run() {

synchronized(this) {

for(int i=0; i<100 ; i++) {

total += i;

}

notify();

}

}

}

上述代码中，我们在ThreadA和ThreadB之间进行了线程通信。具体实现中，ThreadA在启动ThreadB并等待它执行完之后，才开始执行自己的任务。而ThreadB在执行任务之后，通过notify()方法通知其他等待的线程继续执行。

4.2使用join()

在某些情况下，如果需要等待一个线程执行完毕后才能执行其他线程，可以使用join()方法来实现线程之间的通讯和协作。下面是一个简单的例子：

public class ThreadA {

public static void main(String[] args) {

ThreadB b = new ThreadB();

b.start();

try {

b.join();

} catch (InterruptedException e) {}

System.out.println(\"Total is: \" + b.total);

}

}

class ThreadB extends Thread {

int total;

public void run() {

for(int i=0; i<100 ; i++) {

total += i;

}

}

}

在上述代码中，我们使用join()方法来等待ThreadB执行完后再执行ThreadA。具体实现中，在ThreadB执行完后，ThreadA通过join()方法唤醒自己，并继续执行下面的代码。

4.3使用sleep()

sleep()方法在Java编程中经常被使用来实现线程之间的通讯和协作。下面是一个简单的例子：

public class ThreadA {

public static void main(String[] args) {

ThreadB b = new ThreadB();

b.start();

try {

Thread.sleep(5000);

} catch (InterruptedException e) {}

System.out.println(\"Total is: \" + b.total);

}

}

class ThreadB extends Thread {

int total;

public void run() {

for(int i=0; i<100 ; i++) {

total += i;

}

}

}

在上述代码中，我们使用sleep()方法来等待ThreadB执行完毕并计算总数，然后输出计算结果。具体实现中，ThreadA在启动ThreadB之后暂停了5秒，然后通过输出计算结果来完成任务。

4.4使用interrupt()、isInterrupted()、interrupted()

interrupt()、isInterrupted()、interrupted()方法在Java编程中也被广泛使用来实现线程之间的通讯和协作。下面是一个简单的例子：

public class ThreadA {

public static void main(String[] args) {

ThreadB b = new ThreadB();

b.start();

try {

Thread.sleep(5000);

} catch (InterruptedException e) {}

b.interrupt();

}

}

class ThreadB extends Thread {

int total;

public void run() {

try {

while(!Thread.currentThread().isInterrupted()) {

for(int i=0; i<100 ; i++) {

total += i;

}

}

} catch (Exception e) {}

System.out.println(\"Total is: \" + total);

}

}

在上述代码中，我们使用interrupt()、isInterrupted()和interrupted()方法来实现线程之间的通讯和协作。具体实现中，在ThreadA启动ThreadB后，暂停5秒后主动调用interrupt()方法终止ThreadB的执行。而ThreadB在执行任务的过程中，使用isInterrupted()和interrupted()方法来检查是否被强行终止，并在检测到中断后退出循环，从而终止自己的执行。

5.总结

Java多线程通信是指在Java多线程环境下，多个线程之间通过共享内存的方式相互合作完成某个任务的过程。在实际应用中，线程之间的通信和协作有多种方式，例如wait()、notify()、notifyAll()、join()、sleep()、interrupt()、isInterrupted()和interrupted()等等。通过本文的简单介绍和实例讲解，相信读者们已经对Java多线程通信有了更深入和更全面的了解。

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