[学习交流] 【西安校区】Java多线程之间的通信

java多线程之间的通信
要实现多个线程之间的协同，如线程执行先后顺序、获取某个线程的执行结果等等。
涉及到线程之间的相互通信，分为下面四类：
1)文件共享
2)网络共享
3)变量共享
4)JDK提供的线程协调API
细分为：suspend/resume、wait/notify、park/unpark

1.文件共享

2.网络共享
尚在学习，之后的博客再作更新。

3.变量共享

4.JDK提供的线程协调API
JDK中对于需要多线程协作完成某一任务的场景，提供了对应的API支持。
多线程协作的典型场景是：生产者-消费者模型。（线程阻塞、线程唤醒）

示例：线程-1去买包子，没有包子，则不再执行。线程-2生产出包子，通知线程-1继续执行。

1）suspend/resume(被弃用)
调用suspend挂起目标线程，通过resume可以恢复线程执行。

/** 正常的suspend/resume */
  public void suspendResumeTest() throws Exception {
    // 启动线程
    Thread consumerThread = new Thread(() -> {
    if (baozidian == null) { // 如果没包子，则进入等待
    System.out.println("1、进入等待");
    Thread.currentThread().suspend();
    }
    System.out.println("2、买到包子，回家");
    });
    consumerThread.start();
    // 3秒之后，生产一个包子
    Thread.sleep(3000L);
    baozidian = new Object();
    consumerThread.resume();
    System.out.println("3、通知消费者");
  }

被弃用的主要原因，对使用要求非常严格，容易写出死锁的代码。

a.同步代码中使用
/** 死锁的suspend/resume。 suspend并不会像wait一样释放锁，故此容易写出死锁代码 */
public void suspendResumeDeadLockTest() throws Exception {
// 启动线程
Thread consumerThread = new Thread(() -> {
if (baozidian == null) { // 如果没包子，则进入等待
System.out.println("1、进入等待");
// 当前线程拿到锁，然后挂起
synchronized (this) {
Thread.currentThread().suspend();
}
}
System.out.println("2、买到包子，回家");
});
consumerThread.start();
// 3秒之后，生产一个包子
Thread.sleep(3000L);
baozidian = new Object();
// 争取到锁以后，再恢复consumerThread
synchronized (this) {
consumerThread.resume();
}
System.out.println("3、通知消费者");
}
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b.suspend比resume后执行
/** 先执行resume，后执行suspend，导致程序永久挂起，出现死锁 */
public void suspendResumeDeadLockTest2() throws Exception {
// 启动线程
Thread consumerThread = new Thread(() -> {
if (baozidian == null) {
System.out.println("1、没包子，进入等待");
try { // 为这个线程加上一点延时
Thread.sleep(5000L);
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
// 这里的挂起执行在resume后面
Thread.currentThread().suspend();
}
System.out.println("2、买到包子，回家");
});
consumerThread.start();
// 3秒之后，生产一个包子
Thread.sleep(3000L);
baozidian = new Object();
consumerThread.resume();
System.out.println("3、通知消费者");
consumerThread.join();
}

2）wait/notify
只能由同一对象锁的持有者线程调用，也就是写在同步代码块里面，否则会抛出IllegalMonitorStateException异常。

wait方法使当前线程等待，加入该对象的等待集合中，并且放弃当前持有的对象锁。
notify/notifyAll方法唤醒一个或所有正在等待这个对象锁的线程。

注意：虽然会wait自动解锁，但是对顺序有要求，如果在notify被调用之后，才开始wait方法的调用，线程会永远处于WAITING状态。

a.正常输出
1.进入等待

3.通知消费者

2.买到包子，回家

/** 正常的wait/notify */
public void waitNotifyTest() throws Exception {
// 启动线程
new Thread(() -> {
if (baozidian == null) { // 如果没包子，则进入等待
synchronized (this) {
try {
System.out.println("1、进入等待");
this.wait();
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
}
}
System.out.println("2、买到包子，回家");
}).start();
// 3秒之后，生产一个包子
Thread.sleep(3000L);
baozidian = new Object();
synchronized (this) {
this.notifyAll();
System.out.println("3、通知消费者");
}
}

b.死锁输出
3.通知消费者

1.进入等待

…不动了

public void waitNotifyDeadLockTest() throws Exception {
// 启动线程
new Thread(() -> {
if (baozidian == null) { // 如果没包子，则进入等待
try {
Thread.sleep(5000L);
} catch (InterruptedException e1) {
e1.printStackTrace();
}
synchronized (this) {
try {
System.out.println("1、进入等待");
this.wait();
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
}
}
System.out.println("2、买到包子，回家");
}).start();
// 3秒之后，生产一个包子
Thread.sleep(3000L);
baozidian = new Object();
synchronized (this) {
this.notifyAll();
System.out.println("3、通知消费者");
}
}

3）park/unpark
线程调用park则等待“许可”，unpark方法未指定线程提供“许可（permit）”。

不要求park和unpark的调用顺序。

多次调用unpark之后，再调用park，线程会直接运行。
但不会叠加，也就是说，连续多次调用unpark方法，再调用park方法，第一次会拿到“许可”直接运行，后续调用park会进入等待。

注意：park/unpark没有顺序要求，但是park并不会释放锁，所有在同步代码中使用要注意

a.正常情况
/** 正常的park/unpark */
public void parkUnparkTest() throws Exception {
// 启动线程
Thread consumerThread = new Thread(() -> {
if (baozidian == null) { // 如果没包子，则进入等待
System.out.println("1、进入等待");
LockSupport.park();
}
System.out.println("2、买到包子，回家");
});
consumerThread.start();
// 3秒之后，生产一个包子
Thread.sleep(3000L);
baozidian = new Object();
LockSupport.unpark(consumerThread);
System.out.println("3、通知消费者");
}

b.死锁情况
/** 死锁的park/unpark */
public void parkUnparkDeadLockTest() throws Exception {
// 启动线程
Thread consumerThread = new Thread(() -> {
if (baozidian == null) { // 如果没包子，则进入等待
System.out.println("1、进入等待");
// 当前线程拿到锁，然后挂起（锁已经随着线程挂起，获取不到了）
synchronized (this) {
LockSupport.park();
}
}
System.out.println("2、买到包子，回家");
});
consumerThread.start();
// 3秒之后，生产一个包子
Thread.sleep(3000L);
baozidian = new Object();
// 争取到锁以后，再恢复consumerThread
synchronized (this) {
LockSupport.unpark(consumerThread);
}
System.out.println("3、通知消费者");
}

小结
suspend/resume：容易死锁，也容易导致永久挂起。

wait/notify：要求在同步关键字里面使用，免去了死锁的困扰，但是一定要先调用wait，再调用notify，否则会永久等待。

park/unpark：没有顺序要求，但是park并不会释放锁，所有在同步代码中使用要注意。

伪唤醒
警告！之前代码中用if语句来判断，是否进入等待状态，是错误的！

官方建议应该在循环中检查等待条件，原因是处于等待状态的线程可能会收到错误警报和伪唤醒，如果不在循环中检查等待条件，程序就会在没有满足条件结束的情况下退出。

正确示例

public void waitNotifyTest() throws Exception {
// 启动线程
new Thread(() -> {
synchronized (this) {
while (baozidian == null) { // 如果没包子，则进入等待
try {
System.out.println("1、进入等待");
this.wait();
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
}
System.out.println("2、买到包子，回家");
}).start();
// 3秒之后，生产一个包子
Thread.sleep(3000L);
baozidian = new Object();
synchronized (this) {
this.notifyAll();
System.out.println("3、通知消费者");
}
}
伪唤醒时至线程并非因为notify、notifyAll、unpark等API调用而唤醒，是更底层的原因导致的。

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