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Java并发基础:线程间通信

Java并发基础:线程间通信

作者: h2coder | 来源:发表于2020-08-31 10:16 被阅读0次

    在Android中,我们有Handler,在子线程和主线程之间通信,只需要拿到主线程的Handler发送消息即可,但是子线程和子线程之间通信,我们却知道很少,毕竟很少用~那么今天我们来学习一下JDK中提供的线程通信的Api。

    join加入

    现在有2个线程,线程A和线程B,B需要等待A执行完后,才能执行,那么应该怎么做呢?我们可以使用join。使用join,即使B在A之前启动,也会让B在A执行完毕后再继续执行。

    /**
     * B等A
     */
    private static void joinTest() {
        Thread threadA = new Thread() {
            @Override
            public void run() {
                super.run();
                try {
                    Thread.sleep(1500);
                } catch (InterruptedException e) {
                    e.printStackTrace();
                }
                System.out.println("我是A线程,我执行完了...");
            }
        };
        Thread threadB = new Thread() {
            @Override
            public void run() {
                super.run();
                System.out.println("我是B线程,我在等A执行完");
                try {
                    threadA.join();
                } catch (InterruptedException e) {
                    e.printStackTrace();
                }
                System.out.println("A线程执行完了,我可以执行了~");
            }
        };
        threadB.start();
        threadA.start();
    }
    
    //输出
    我是B线程,我在等A执行完
    我是A线程,我执行完了...
    A线程执行完了,我可以执行了~
    

    wait等待、notify唤醒

    如果需要控制线程之间交替执行,并且可以按照我们指定的顺序执行呢?我们可以使用synchronizedLock锁,加上wait()释放锁,notify唤醒其他线程并获得锁。

    /**
     * B和A交叉执行
     */
    private static void waitNotifyTest() {
        Object lock = new Object();
        Thread threadA = new Thread() {
            @Override
            public void run() {
                super.run();
                System.out.println("A:等待锁~");
                synchronized (lock) {
                    System.out.println("A:拿到锁了~");
                    try {
                        System.out.println("A:wait释放锁~");
                        lock.wait();
                    } catch (InterruptedException e) {
                        e.printStackTrace();
                    }
                    System.out.println("A:被唤醒了,拿到了锁~");
                    System.out.println("A:啦啦啦~");
                    System.out.println("A:嘿嘿~");
                }
            }
        };
        Thread threadB = new Thread() {
            @Override
            public void run() {
                super.run();
                System.out.println("B等待锁~");
                synchronized (lock) {
                    System.out.println("B:得到了锁~");
                    System.out.println("B:嗯呐~");
                    System.out.println("B:啵啵~");
                    System.out.println("B:好啦,完事~");
                    //随机唤醒一个线程,但当前只有一个A线程,所以只有它
                    lock.notify();
                }
            }
        };
        threadA.start();
        threadB.start();
    }
    
    //输出
    A:等待锁~
    A:拿到锁了~
    A:wait释放锁~
    B等待锁~
    B:得到了锁~
    B:嗯呐~
    B:啵啵~
    B:好啦,完事~
    A:被唤醒了,拿到了锁~
    A:啦啦啦~
    A:嘿嘿~
    

    CountDownLatch计数器

    当需要一个线程D,在等待线程A、B、C3个线程都执行完后,再执行,有什么Api使用呢?我们可以使用countDownLatch计数器,线程A、B、C都执行完时让计数器-1,到0时,线程D就会被放行,继续完成它的任务。

    /**
     * D等A\B\C都执行完毕后再开始执行
     */
    private static void countDownLatchTest() {
        CountDownLatch countDownLatch = new CountDownLatch(3);
        Thread threadD = new Thread() {
            @Override
            public void run() {
                super.run();
                System.out.println("D:" + "开始等待其他线程执行~");
                System.out.println("--------------- 华丽的分割线 -----------------");
                try {
                    //开始等待其他线程
                    countDownLatch.await();
                    System.out.println("--------------- 华丽的分割线 -----------------");
                    System.out.println("D:小兔崽子们都执行完了~我可以跑了~");
                } catch (InterruptedException e) {
                    e.printStackTrace();
                }
            }
        };
        threadD.start();
        for (char threadName = 'A'; threadName <= 'C'; threadName++) {
            String name = String.valueOf(threadName);
            new Thread() {
                @Override
                public void run() {
                    super.run();
                    System.out.println(name + ":开始运行~");
                    try {
                        Thread.sleep(300);
                    } catch (InterruptedException e) {
                        e.printStackTrace();
                    }
                    System.out.println(name + ":任务执行完啦~");
                    //让通知计数器减数
                    countDownLatch.countDown();
                }
            }.start();
        }
    }
    
    //输出
    D:开始等待其他线程执行~
    --------------- 华丽的分割线 -----------------
    A:开始运行~
    B:开始运行~
    C:开始运行~
    A:任务执行完啦~
    B:任务执行完啦~
    C:任务执行完啦~
    --------------- 华丽的分割线 -----------------
    D:小兔崽子们都执行完了~我可以跑了~
    

    CyclicBarrier屏障

    当需要3个线程都准备完毕后,再同时执行。就像体育运动员跑步,全部运动员都准备好了,再开始起跑。要实现这个需求,我们就可以CyclicBarrier屏障。CyclicBarrier的构造函数传入线程的数量,再在线程准备完毕时,调用cyclicBarrier.await()通知开始等待其他线程,当达到构造时传入的线程数量时,所有线程再继续前行~

    /**
     * A\B\C3个线程全部准备完毕后,一起执行
     */
    private static void cyclicBarrierTest() {
        int runner = 3;
        CyclicBarrier cyclicBarrier = new CyclicBarrier(runner);
        Random random = new Random();
        for (char runnerName = 'A'; runnerName <= 'C'; runnerName++) {
            String name = String.valueOf(runnerName);
            new Thread() {
                @Override
                public void run() {
                    super.run();
                    int prepareTime = random.nextInt(10000) + 100;
                    System.out.println("运动员" + name + ":需要准备" + prepareTime + "毫秒");
                    try {
                        Thread.sleep(prepareTime);
                    } catch (InterruptedException e) {
                        e.printStackTrace();
                    }
                    System.out.println("运动员" + name + ":准备完毕,等待其他运动员准备");
                    try {
                        //通知准备好了,等待其他线程
                        cyclicBarrier.await();
                    } catch (InterruptedException e) {
                        e.printStackTrace();
                    } catch (BrokenBarrierException e) {
                        e.printStackTrace();
                    }
                    System.out.println("所有的运动员都准备好了,开跑~");
                }
            }.start();
        }
    }
    
    //输出
    运动员A:需要准备4308毫秒
    运动员B:需要准备3584毫秒
    运动员C:需要准备3396毫秒
    运动员C:准备完毕,等待其他运动员准备
    运动员B:准备完毕,等待其他运动员准备
    运动员A:准备完毕,等待其他运动员准备
    所有的运动员都准备好了,开跑~
    所有的运动员都准备好了,开跑~
    所有的运动员都准备好了,开跑~
    

    总结

    本篇学习了JDK中提供的线程间通信的Api,在Android中,虽然大部分线程之间都是子线程做耗时操作,再切换到主线程进行UI更新,但是有些情况下还是需要用到线程之间的通信的,尤其是线程之间执行的顺序控制,在一些特殊场景,例如蓝牙扫描,位置扫描等,都需要维护一个子线程不断轮训,轮训期间将扫描到的信息,再组合,发送到外部,外部再更新UI,有些时候Handler是帮不了我们忙时,就需要Java JDK中提供的一些线程间Api。

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