Java线程通信
螣蛇乘雾，终为土灰。
多个线程协同工作完成某个任务时就会涉及到线程间通信问题。如何使各个线程之间同时执行，顺序执行、交叉执行等。
一、线程同时执行
创建两个线程a和b，两个线程内调用同一个打印 1-3 三个数字的方法。
1 package tjt;
2
3 import java.time.LocalDate;
4
5 public class Test {
6
7 /**
8 * 创建两个线程a和b，两个线程内调用同一个打印 1-3 三个数字的方法。
9 */
10 private static void situationOne() {
11 Thread a = new Thread(new Runnable() {
12 @Override
13 public void run() {
14 doSomething("a");
15 }
16 });
17 Thread b = new Thread(new Runnable() {
18 @Override
19 public void run() {
20 doSomething("b");
21 }
22 });
23 a.start();
24 b.start();
25 }
26
27 /**
28 * 依次打印 1, 2, 3 三个数字
29 *
30 * @param threadName
31 */
32 private static void doSomething(String threadName) {
33 int i = 0;
34 while (i++ < 3) {
35 try {
36 Thread.sleep(200);
37 } catch (InterruptedException e) {
38 e.printStackTrace();
39 }
40 System.out.println(LocalDate.now() + " Thread " + threadName + " is doing, printing: " + i);
41 }
42 }
43
44 public static void main(String[] args) {
45 situationOne();
46 }
47 }
View Code
多次运行发现a和b是同时打印的，无执行顺序可言。
二、线程顺序执行
创建两个线程a和b，要求b 在 a 全部打印完后再开始打印。使用 thread.join() 方法，在子线程调用了join()方法后面的代码，只有等到子线程结束了才能执行，即必须a执行完毕后才轮到b。
1 package tjt;
2
3 import java.time.LocalDate;
4
5 public class Test {
6
7 /**
8 * 创建两个线程a和b，要求b 在 a 全部打印完后再开始打印，使用 thread.join() 方法。
9 * 保证线程a执行完毕后才轮到b
10 */
11 private static void situationOne() {
12 Thread a = new Thread(new Runnable() {
13 @Override
14 public void run() {
15 doSomething("a");
16 }
17 });
18 Thread b = new Thread(new Runnable() {
19 @Override
20 public void run() {
21 try {
22 System.out.println("线程 b 正在通过thread.join()等待线程 a 执行完毕后再润");
23 // thread.join() 在子线程调用了join()方法后面的代码，只有等到子线程结束了才能执行,即必须a执行完毕后才轮到b
24 a.join();
25 } catch (InterruptedException e) {
26 e.printStackTrace();
27 }
28 doSomething("b");
29 }
30 });
31 a.start();
32 b.start();
33 }
34
35 /**
36 * 依次打印 1, 2, 3 三个数字
37 *
38 * @param threadName
39 */
40 private static void doSomething(String threadName) {
41 int i = 0;
42 while (i++ < 3) {
43 try {
44 Thread.sleep(200);
45 } catch (InterruptedException e) {
46 e.printStackTrace();
47 }
48 System.out.println(LocalDate.now() + " Thread " + threadName + " is doing, printing: " + i);
49 }
50 }
51
52 public static void main(String[] args) {
53 situationOne();
54 }
55 }
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无论运行多少次，都是线程a先执行完毕再到线程b。
三、线程顺序交叉执行
创建两个线程a和b，要求 a 在打印完 1 后，再让 b 打印 1、2、 3，接着再回到 a 继续打印 2、3。如此顺序交叉执行仅靠 Thread.join() 是无法满足需求的，需要更细粒度的锁来控制执行顺序，以及object.wait() 和 object.notify() 两个方法来实现。
1 package tjt;
2
3 import java.time.LocalDate;
4
5 public class TestAgain {
6
7 private static void situationTwo() {
8 // a 和 b 的共享对象锁 lock
9 Object lock = new Object();
10 Thread a = new Thread(new Runnable() {
11 @Override
12 public void run() {
13 // 同步锁 lock
14 synchronized (lock) {
15 // a 获得锁后执行
16 doSomething("a", 1);
17 try {
18 // 调用 lock.wait() 方法，交出锁的控制权，进入 wait 状态，等待notify唤醒
19 lock.wait();
20 } catch (InterruptedException e) {
21 e.printStackTrace();
22 }
23 doSomething("a", 2);
24 doSomething("a", 3);
25 }
26 }
27 });
28 Thread b = new Thread(new Runnable() {
29 @Override
30 public void run() {
31 // 同步锁 lock
32 synchronized (lock) {
33 // a 获得锁后执行
34 doSomething("b", 1);
35 doSomething("b", 2);
36 doSomething("b", 3);
37 // 调用 lock.notify() 方法，唤醒正在 wait 的线程 a
38 lock.notify();
39 }
40 }
41 });
42 a.start();
43 b.start();
44 }
45
46 /**
47 * 打印
48 *
49 * @param threadName
50 * @param num
51 */
52 private static void doSomething(String threadName, int num) {
53 System.out.println(LocalDate.now() + " Thread " + threadName + " is doing, printing: " + num);
54 }
55
56 public static void main(String[] args) {
57 situationTwo();
58 }
59 }
View Code
无论运行多少次，都是线程a先执行打印1，然后线程b执行打印1、2、3，最后线程a执行打印2、3。
四、CountDownLatch
CountDownLatch 计数器适用于一个线程去等待多个线程的情况。例如A B C 三个线程同时运行，各自独立运行完后通知线程 D 执行，就可以利用 CountdownLatch 来实现这类通信方式。
对比之前的join方法，thread.join()可以让一个线程等另一个线程运行完毕后再继续执行，其可以在 D 线程里依次 join A B C，但这样 A B C 必须依次执行，无法实现ABC三者能同步运行。
1 package tjt;
2
3 import java.time.LocalDate;
4 import java.util.concurrent.CountDownLatch;
5
6 public class TestCountDownLatch {
7
8 /**
9 * countDownLatch 适用于一个线程去等待多个线程的情况
10 * 四个线程A、B、C、D，
11 * 其中 D 要等到 A B C 全执行完毕后才执行，且 A B C 是同步运行的，即ABC无顺序执行
12 */
13 private static void situationThree() {
14 // 初始计数值设置为3,即总共四个线程A、B、C、D
15 CountDownLatch latch = new CountDownLatch(3);
16 new Thread(new Runnable() {
17 @Override
18 public void run() {
19 System.out.println(LocalDate.now() + "线程 D 等待线程A B C 执行完毕后才可执行");
20 try {
21 // await() 检查计数器值是否为 0，若不为 0 则保持等待状态
22 latch.await();
23 // 其他线程 的 countDown() 方法把计数值变成 0 时，等待线程里的 countDownLatch.await() 立即退出，继续执行下面的代码
24 System.out.println(LocalDate.now() + "线程A B C 执行完毕，轮到线程D 执行了，当前latch：" + latch.getCount());
25 } catch (InterruptedException e) {
26 e.printStackTrace();
27 }
28 }
29 }).start();
30
31 // 循环执行线程 A B C
32 for (char threadName = 'A'; threadName ) {
33 String name = String.valueOf(threadName);
34 new Thread(new Runnable() {
35 @Override
36 public void run() {
37 System.out.println("线程 " + name + " is running");
38 // countDown()，将倒计数器减 1, 计数器被减至 0 时立即触发D 的 await()
39 try {
40 Thread.sleep(200);
41 } catch (InterruptedException e) {
42 e.printStackTrace();
43 }
44 System.out.println("线程 " + name + " 执行完毕计数器");
45 latch.countDown();
46 }
47 }).start();
48 }
49 }
50
51 public static void main(String[] args) {
52 situationThree();
53 }
54
55 }
View Code
五、CyclicBarrier
实现线程间互相等待，可以利用 CyclicBarrier 栅栏。CountDownLatch 可以用来倒计数，但当计数完毕，只有一个线程的 await() 会得到响应，无法让多个线程同时触发。如要求线程 A B C 各自开始准备，直到三者都准备完毕再同时运行其就无法满足需求，而用CyclicBarrier则完全OK。
螣蛇乘雾
终为土灰
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Author: 涛姐涛哥
Title: Java线程通信
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