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執行緒通訊
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要想實現多個執行緒之間的協同，如:執行緒執行先後順序、獲取某個執行緒執行的結果等等。
涉及到執行緒之間相互通訊，分為下面四類:
- 檔案共享
- 網路共享
- 共享變數
- jdk提供的執行緒協調API
JDK提供的執行緒執行緒通訊API: suspend()/resume()、wait()/notify()、park()/unpark()。
檔案共享
檔案共享主要使用檔案系統的讀寫分離機制來實現執行緒通訊。
public static void main(String args){ //執行緒1-寫入資料 new Thread(() ->{try { while (true){ Files.write(Paths.get("Demo7.log"), ("當前時間" + String.valueOf(System.currentTimeMillis())).getBytes()); Thread.sleep(1000L); } } catch (Exception e){e.printStackTrace();} }).start(); //執行緒2-讀取資料new new Thread(()->{try { while (true){ Thread.sleep(1000L); byte[] allBytes= Files.readAllBytes(Paths.get("Demo7.log")); System.out.println(new String(allBytes)); } } catch (Exception e){e.printStackTrace();} }).start(); }
變數共享
//共享變數 public static String content="空"; public static void main(String args){ //執行緒1-寫入資料 new Thread(()-> { try { while (true) { content = "當前時間" + String.valueOf(System.currentTimeMillis()); Thread.sleep(1000L); } } catch (Exception e) { e.printStackTrace(); } }).start(); //執行緒2-讀取資料 new Thread(() ->{ try { while (true){ Thread.sleep(1000L); System.out.println(content); } } catch (Exception e){ e.printStackTrace(); } }).start(); }
JDK執行緒協作API
JDK中對於需要多執行緒協作完成某一任務的場景，提供了對應API支援。多執行緒協作的典型場景是:生產者-消費者模型。(執行緒阻塞、執行緒喚醒)
示例:執行緒1去買包子，沒有包子，則不再執行。執行緒-2生產出包子，通知執行緒-1繼續執行。
suspend()與resume()
示例：
/** 包子店 */ public static Object baozidian = null; /** 正常的suspend/resume */ public void suspendResumeTest() throws Exception { // 啟動執行緒 Thread consumerThread = new Thread(() -> { if (baozidian == null) { // 如果沒包子，則進入等待 System.out.println("1、進入等待"); Thread.currentThread().suspend(); } System.out.println("2、買到包子，回家"); }); consumerThread.start(); // 3秒之後，生產一個包子 Thread.sleep(3000L); baozidian = new Object(); consumerThread.resume(); System.out.println("3、通知消費者"); }
死鎖實列：
/** 死鎖的suspend/resume。 suspend並不會像wait一樣釋放鎖，故此容易寫出死鎖程式碼 */
public void suspendResumeDeadLockTest() throws Exception {
// 啟動執行緒
Thread consumerThread = new Thread(() -> {
if (baozidian == null) { // 如果沒包子，則進入等待
System.out.println("1、進入等待");
// 當前執行緒拿到鎖，然後掛起
synchronized (this) {
Thread.currentThread().suspend();
}
}
System.out.println("2、買到包子，回家");
});
consumerThread.start();
// 3秒之後，生產一個包子
Thread.sleep(3000L);
baozidian = new Object();
// 爭取到鎖以後，再恢復consumerThread
synchronized (this) {
consumerThread.resume();
}
System.out.println("3、通知消費者");
}
說明：
消費者拿到當前鎖this後，處於掛起狀態，其他執行緒想搶到鎖後才能喚醒，這種業務邏輯就會出現死鎖情況，因為執行緒 suspend()的時候是不會釋放當前的鎖的。
通知的先後順序也會使得執行緒進入死鎖狀態：
/** 導致程式永久掛起的suspend/resume */
public void suspendResumeDeadLockTest2() throws Exception {
// 啟動執行緒
Thread consumerThread = new Thread(() -> {
if (baozidian == null) {
System.out.println("1、沒包子，進入等待");
try { // 為這個執行緒加上一點延時
Thread.sleep(5000L);
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
// 這裡的掛起執行在resume後面
Thread.currentThread().suspend();
}
System.out.println("2、買到包子，回家");
});
consumerThread.start();
// 3秒之後，生產一個包子
Thread.sleep(3000L);
baozidian = new Object();
consumerThread.resume();
System.out.println("3、通知消費者");
consumerThread.join();
}
執行結果
consumerThread執行的時候，main執行緒先處於暫停3秒狀態，consumerThread執行緒判斷沒有包子，等待5秒，在consumerThread暫停5秒的時候，這個時候在主執行緒結束暫停後，通知consumerThread執行緒喚醒，但是consumerThread執行緒還在暫停時間裡面，沒有進入休眠，所以不會被喚醒，等consumerThread執行緒停止5秒時間過後，進入休眠，這個時候main執行緒已經喚醒過了。所以consumerThread執行緒會一直處於休眠狀態。
wait()與notify()
這些方法只能由同一物件鎖的持有者執行緒呼叫，也就是寫在同步塊裡面，否則會丟擲lllegalMonitorStateException異常。
wait方法導致當前執行緒等待，加入該物件的等待集合中，並且放棄當前持有的物件鎖。
notify/notifyAll方法喚醒一個或所有正在等待這個物件鎖的執行緒。
注意∶雖然會wait自動解鎖，但是對順序有要求，如果在notify被呼叫之後，才開始wait方法的呼叫，執行緒會永遠處於WAITING狀態。
示例：
/** 正常的wait/notify */
public void waitNotifyTest() throws Exception {
// 啟動執行緒
new Thread(() -> {
if (baozidian == null) { // 如果沒包子，則進入等待
synchronized (this) {
try {
System.out.println("1、進入等待");
this.wait();
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
}
}
System.out.println("2、買到包子，回家");
}).start();
// 3秒之後，生產一個包子
Thread.sleep(3000L);
baozidian = new Object();
synchronized (this) {
this.notifyAll();
System.out.println("3、通知消費者");
}
}
需要明白的是使用wait的時候，執行緒會把鎖釋放
先後順序造成死鎖的問題
/** 會導致程式永久等待的wait/notify */
public void waitNotifyDeadLockTest() throws Exception {
// 啟動執行緒
new Thread(() -> {
if (baozidian == null) { // 如果沒包子，則進入等待
try {
Thread.sleep(5000L);
} catch (InterruptedException e1) {
e1.printStackTrace();
}
synchronized (this) {
try {
System.out.println("1、進入等待");
this.wait();
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
}
}
System.out.println("2、買到包子，回家");
}).start();
// 3秒之後，生產一個包子
Thread.sleep(3000L);
baozidian = new Object();
synchronized (this) {
this.notifyAll();
System.out.println("3、通知消費者");
}
}
說明
這種問題的死鎖是因為先後呼叫順序
park()與unpark()
不要求park和unpark方法的呼叫順序。
多次呼叫unpark之後，再呼叫park，執行緒會直接執行。但不會疊加，也就是說，連續多次呼叫park方法，第一次會拿到“許可”直接執行，後續呼叫會進入等待。
執行緒呼叫park則等待“許可”,unpark方法為指定執行緒提供“許可(permit)”。
示例：
/** 正常的park/unpark */
public void parkUnparkTest() throws Exception {
// 啟動執行緒
Thread consumerThread = new Thread(() -> {
if (baozidian == null) { // 如果沒包子，則進入等待
System.out.println("1、進入等待");
LockSupport.park();
}
System.out.println("2、買到包子，回家");
});
consumerThread.start();
// 3秒之後，生產一個包子
Thread.sleep(3000L);
baozidian = new Object();
LockSupport.unpark(consumerThread);
System.out.println("3、通知消費者");
}
執行結果
死鎖示例：
/** 死鎖的park/unpark */
public void parkUnparkDeadLockTest() throws Exception {
// 啟動執行緒
Thread consumerThread = new Thread(() -> {
if (baozidian == null) { // 如果沒包子，則進入等待
System.out.println("1、進入等待");
// 當前執行緒拿到鎖，然後掛起
synchronized (this) {
LockSupport.park();
}
}
System.out.println("2、買到包子，回家");
});
consumerThread.start();
// 3秒之後，生產一個包子
Thread.sleep(3000L);
baozidian = new Object();
// 爭取到鎖以後，再恢復consumerThread
synchronized (this) {
LockSupport.unpark(consumerThread);
}
System.out.println("3、通知消費者");
}
執行結果：
這種死鎖的問題是因為執行緒在park()的時候，不會釋放當前的鎖。
偽喚醒
警告!之前程式碼中用if語句來判斷，是否進入等待狀態，是錯誤的!
官方建議應該在迴圈中檢查等待條件，原因是處於等待狀態的執行緒可能會收到錯誤警報和偽喚醒，如果不在迴圈中檢查等待條件，程式就會在沒有滿足結束條件的情況下退出。
偽喚醒是指執行緒並非因為notify、notifyall、unpark等api呼叫而喚醒，是更底層原因導致的。
// wait
synchronized (obj){
while (<條件判斷>){
obj.wait();
//執行後續操作
}
}
// park
while(<條件判斷>){
LockSupport.park();
//執行後續操作
}